Un sorprendente brillo, probablemente el mayor conocido en toda la historia, es el que ofrece un nuevo material fluorescente, denominado «smiles», desarrollado por químicos estadounidenses y suecos.
La fluorescencia está asociada a líquidos o gases, pero dos investigadores de las universidades de Indiana y Copenhague desarrollaron una fórmula que, por primera vez, permite conservarla en un material sólido y cristalino.
El nuevo material recibió un particular nombre celosías de aislamiento iónico de molécula pequeña o «smiles», por sus siglas en inglés.
El avance, publicado en la revista Chem, supera una barrera de larga data para el desarrollo de fluorescentes sólidos, dando como resultado los materiales más brillantes conocidos existentes, según los investigadores.
Más allá de las llamativas características visuales, el nuevo material podría tener aplicaciones para aumentar la captura del espectro solar en paneles solares, mejoras en el almacenamiento de información o el vidrio fotocrómico que usan la conmutación de luz, o mejoras en la tecnología de visualización 3D, entre otros.
«Estos materiales tienen aplicaciones potenciales en cualquier tecnología que necesite fluorescencia brillante o que requiera el diseño de propiedades ópticas, incluida la recolección de energía solar, la bioimagen y el láser», afirmó Amar Flood, químico de la Universidad de Indiana, coautor del estudio junto a Bo Laursen, de la Universidad de Copenhague.
Si bien hay más de 100,000 colorantes fluorescentes disponibles, casi ninguno se puede mezclar y combinar de una forma predecible para crear materiales ópticos sólidos. Los tintes tienden a sufrir un «enfriamiento» cuando entran en un estado sólido, disminuyendo la intensidad de su brillo.
«El problema del enfriamiento rápido y el acoplamiento entre colorantes surge cuando los colorantes se colocan hombro con hombro dentro de los sólidos. No pueden evitar ‘tocarse’ entre sí», agregó Flood.
Para superar este problema, los científicos mezclaron un tinte de color con una solución incolora de cianostar, una molécula de macrociclo en forma de estrella que evita que las moléculas fluorescentes interactúen a medida que la mezcla se solidifica, manteniendo intactas sus propiedades ópticas.
A medida que la mezcla se volvió sólida, se formaron «smiles», que luego los investigadores convirtieron en cristales, transformaron en polvos secos y finalmente se convirtieron en una película delgada o se incorporaron directamente en polímeros.
Dado que los macrociclos de cianostar forman bloques de construcción que generan un tablero de ajedrez en forma de retícula, los investigadores simplemente podrían enchufar un tinte en la retícula y, sin más ajustes, la estructura tomaría su color y apariencia.
Los investigadores planean explorar las propiedades de los materiales fluorescentes formados utilizando esta técnica novedosa, para aprovechar todo el potencial y aplicaciones. «Estos materiales son totalmente nuevos, por lo que no sabemos cuáles de sus propiedades innatas realmente ofrecerán una funcionalidad superior», puntualizó el investigador.
