Dendrimere har endelig hvad der skal til for at bryde ind i laserscenen

Fremskridt inden for optiske enheder understøttes af udviklingen af ​​nye materialer. Mikrokrystallitter af selvlysende organiske forbindelser kan fungere som små laserkilder til sådanne enheder, for eksempel, i displays og andre komponenter. Dendrimerer tilbyder adskillige fordele som selvlysende materialer, men indtil videre, de er ikke blevet brugt som mikrokrystallitter på grund af deres skrøbelighed og ringe krystallinitet. Nu, et team af forskere har produceret dendrimerer, der danner robuste krystaller med lasende egenskaber. Deres resultater er offentliggjort i Angewandte Chemie .

Dendrimerer er polymerer, der vokser ud fra en kerne ved tilsætning af små molekyler til dannelse af forlængede grene, som forklarer deres navn, stammer fra det græske ord for træ. Dendrimerer har mange fordele, der gør dem til interessante selvlysende materialer. De er meget opløselige, hvilket gør dem nemme at integrere i systemer; de har høje kvanteudbytter, hvilket betyder at du får meget af det lys du sætter ind igen; de er gode til at høste lys, og de har tendens til at vise relativt lavt luminescenstab, når de kondenseres til et fast stof.

Forskerne lavede en familie af dendrimerer - der blev større i størrelse, efterhånden som generationstallet steg - bestående af carbazolenheder, der danner grenene omkring en meget fluorescerende kerne. Dendrimererne dannede stabile enkeltkrystaller, selv når opløsningsmidlet blev fjernet, og kunne analyseres ved hjælp af enkelt-krystal røntgenanalyse. Faktisk, tredje generation af dendrimer, som har en molekylvægt på 4, 600 da, er den største organiske dendrimer, der nogensinde er blevet analyseret på denne måde.

"Vores dendrimerer har to nøgledele, ", forklarer den tilsvarende forfatter professor Yohei Yamamoto. "Grenene består af aromatiske molekyler, der fungerer som lys-høstende antenner, opsamling af lys, der består af bølger i mange forskellige planer, som er kendt som ikke-polariseret lys. Dette lys overføres derefter til den fluorescerende kerne, hvis struktur fører til, at polariseret lys - lys med bølger i et enkelt plan - genereres."

Når dendrimerkrystallerne blev udsat for kraftig optisk pumpning, den proces, der bruges til at forstærke signalet i lasermaterialer, de producerede forstærket spontan emission og lasering med ringe skade på materialets struktur eller de optiske egenskaber.

"Familien af ​​dendrimerer, vi producerede, afhjælper en række forhold, der har forhindret disse materialers egenskaber i at blive udnyttet. Vi forventer derfor, at de yder et væsentligt bidrag til udviklingen af ​​organiske materialer til laseroptik, " siger professor Yamamoto. "Krystallernes robuste egenskaber og laseremission vil være nyttige for komponenter som f.eks. fuldfarve optiske skærme og mikro-optiske kredsløb."