Nye farverige plastikfilm til alsidige sensorer og elektroniske skærme

Innovativ elektronik er en af ​​de mange anvendelser af moderne plast. Nogle nyere forskningsindsatser har brugt plastik til at forbedre farverealismen i displayteknologier.

Nu, i en undersøgelse for nylig offentliggjort i Angewandte Chemie International Edition , har forskere fra Osaka University og samarbejdspartnere udviklet et boranmolekyle, der udviser usædvanlig lysemission ved binding til fluorid. Det er ligetil at inkorporere deres molekyle i almindelig plast, hvilket resulterer i alsidige materialer til elektronisk skærm og kemiske registreringsapplikationer.

En klasse af molekyler kendt som triarylboraner (TAB'er) har fotokemiske egenskaber, der er nyttige i optik. For eksempel, ved binding til en anion såsom fluorid, gør afbrydelse af den elektroniske TAB-struktur ofte to ting ved lysemissionen:forkorter bølgelængden (blå-forskydning) og reducerer intensiteten (sluk-respons).

Forlængelse af emissionsbølgelængden (rødforskydning) er næsten uden fortilfælde, fordi tilsvarende designprincipper ikke er tilgængelige. At udvikle en ny klasse af TAB, der udviser en rødforskudt sensing-respons og let kan inkorporeres i plastikelektronik og lignende teknologier, er det problem, som forskerne havde til hensigt at løse.

"Vores boran-baserede sensor udviser en rødforskudt respons ved binding til en anion såsom fluorid," forklarer Nae Aota, hovedforfatter af undersøgelsen. "Vores metode er baseret på at reducere orbital energigab af molekylet i grundtilstanden og øge ladningsoverførslen i den exciterede tilstand ved at vende TAB's rolle fra elektronisk acceptor til donor."

Et højdepunkt i forskernes arbejde er den lette inkorporering af et TAB-fluorid i polystyren og poly(methylmethacrylat) polymerfilm. Polymermatrixen forringede ikke den rødforskudte lysemission. Faktisk udviste en film varmt hvidt lys - en meget ønsket egenskab, der efterligner sollys. Ydermere kunne farven på lysemissionen finjusteres ved blot at justere mængden af ​​tilsat fluorid.

"Vi er begejstrede over alsidigheden af ​​vores tynde film," siger Youhei Takeda, seniorforfatter. "Vi kan bruge phenazaboridets bipolaritet til at forberede plastikfilm, der spænder fra blå til nær-infrarød til skærme og ultrafølsom aniondetektion."

Dette arbejde er et vigtigt skridt fremad inden for elektroniske displayteknologier. Ved at justere TAB'ens selektivitet til anionbinding (dvs. kun detektere én type anion, selv i nærvær af andre potentielt konkurrerende anioner), vil applikationer til meget efterspurgte sensingsteknologier være ligetil.

Flere oplysninger: Nae Aota et al., Anion-Responsive Colorimetric and Fluorometric Red-Shift in Triarylborane Derivatives:Dual Role of Phenazaborine as Lewis Acid and Electron Donor, Angewandte Chemie International Edition (2024). DOI:10.1002/anie.202405158

Journaloplysninger: Angewandte Chemie International Edition

Leveret af Osaka University