據(jù)外媒報道，科學(xué)家通過克服一些技術(shù)上和長期存在的障礙成功地制造出了被稱為現(xiàn)存最亮的熒光材料。研究人員已經(jīng)成功地將高熒光染料的特性轉(zhuǎn)移到固體光學(xué)材料上，這為從下一代太陽能電池到高級激光器的發(fā)展開辟了新的可能性。 據(jù)悉，這項(xiàng)研究由印第安納大學(xué)和哥本哈根大學(xué)的科學(xué)家聯(lián)合展開，他們打算解決150年前的熒光染料使用問題。

這個問題被稱為“淬滅”，當(dāng)染料轉(zhuǎn)化為固態(tài)時就會發(fā)生這種情況，而這種情況會將染料緊密地聚集在一起并產(chǎn)生電子耦合進(jìn)而減弱熒光的亮度。淬滅的問題困擾著目前存在的10萬多種染料中的絕大多數(shù)。

該項(xiàng)研究的論文作者、印第安納大學(xué)的化學(xué)家Amar Flood介紹稱：“當(dāng)染料在固體狀態(tài)下比肩而立時，染料間的淬滅和相互耦合的問題就出現(xiàn)了。它們會情不自禁地‘觸摸’彼此。就像小孩子坐在那里聽故事一樣，它們互相干擾，不再像個大人一樣行事。”

Flood和他的同事相信他們已經(jīng)找到了解決這個問題的方法，即通過使用星形大環(huán)化合物分子來阻止熒光分子之間的相互作用。當(dāng)這種分子跟彩色染料在無色溶液中混合能使染料在形成所謂的小分子離子隔離格(SMILES)時保持它們的光學(xué)特性。反過來，這些晶格可以生長成晶體、變成干粉、旋轉(zhuǎn)成薄膜甚至直接集成到聚合物中。

這是以前研究過程中使用過的一種方法，但現(xiàn)在這個有著一個關(guān)鍵的區(qū)別。早期的嘗試是通過彩色的大環(huán)化合物分子在染料之間創(chuàng)造空間，但研究小組發(fā)現(xiàn)，使用無色染料，熒光染料就會留下需要的空間來完成它們的任務(wù)。

“有些人認(rèn)為無色的大環(huán)化合物沒有吸引力，但它們允許隔離晶格完全表達(dá)染料的明亮熒光而不受大環(huán)化合物顏色的阻礙，”Flood指出。

該團(tuán)隊認(rèn)為這些新型超亮材料擁有很多可能性，另外還指出太陽能收集、生物成像、顯示技術(shù)、可調(diào)光材料和激光只是其中的一些潛在應(yīng)用。然而目前，研究人員仍需要繼續(xù)研究這種結(jié)構(gòu)的性質(zhì)從而為今后的實(shí)際應(yīng)用打下基礎(chǔ)。

Flood表示：“由于這些材料是全新的，所以我們不知道它們的哪些固有特性能夠提供更好的功能。我們也不知道材料的極限。因此，我們將需要對它們的工作原理有一個基本的了解并為創(chuàng)建新屬性提供一套健壯的設(shè)計規(guī)則。這對于把這些材料交到他人手中至關(guān)重要。”

相關(guān)研究報告已發(fā)表在《Chem》上。