微笑：化学家创造了最亮的荧光材料

此图显示了用明亮微笑材料制成的发光3D印刷的陀螺胶。

通过将带正电荷的荧光染料配制成一种新型的材料，称为小分子离子分离晶格（微笑），化合物的辉煌光辉可以无缝转移到固体，晶体状态，研究人员在Journal Chem中报告。该预期克服了发展荧光固体的长期屏障，从而产生最亮的已知材料。

“这些材料具有在需要明亮的荧光或呼叫设计光学性质的任何技术中的潜在应用，包括太阳能收集，生物分析和激光，”印第安纳大学和研究中的联合高级作者的化学家Amar洪水说哥本哈根大学的博士。

这张图片显示了一堆3D印刷的陀螺从明亮的微笑材料发光。

“除此之外，存在有趣的应用，包括上变光，以捕获太阳能电池中的更多太阳光谱，用于信息存储和光致变色玻璃的可轻松材料，以及可用于3D显示技术的圆偏振发光，”洪水说。

虽然目前有100,000多种不同的荧光染料，但这些几乎都不是以可预测的方式混合和匹配，以创建固体光学材料。当由于它们在靠近在一起时，染料进入固态时，染料往往会发生“淬火”，从而降低其荧光的强度以产生更柔和的发光。

“当染料站立在固体内部肩部肩部时，淬火和染料间耦合的问题出现，”洪水说。“他们不禁”触摸“彼此。就像坐在故事时的幼儿一样，他们互相干扰并停止表现为辛苦。“

为了克服这个问题，洪水和同事将彩色染料混合着一种彩色染料，具有无色的Cyanostar溶液，这是一种星形宏型分子，其防止荧光分子在固化时相互作用，保持其光学性质完整。当混合物变得固体时，形成的微笑，其中研究人员落入晶体中，沉淀到干粉末中，最后旋入薄膜或直接掺入聚合物中。由于Cyanostar宏ycles形成产生格子棋盘的构建块，因此研究人员可以简单地将染料插入晶格，并且没有任何进一步调整，该结构将采用其颜色和外观。

虽然以前的研究已经开发了一种使用宏循环分子间隔染料的方法，但它依赖于彩色宏族来完成工作。洪水和同事发现无色宏γ是关键。

此图像显示了如何用微笑材料制成的3D印刷陀螺在白光下彩色，并在紫外线下荧光。

“有些人认为无色宏γ是没有吸引力的，但它们允许隔离格子完全表达宏杂种颜色不受染色的染料的明亮荧光，”洪水说。

接下来，研究人员计划探讨使用这种新技术形成的荧光材料的性质，使他们能够与未来的染料制造商合作，实现各种不同应用中的材料的全部潜力。

“这些材料完全是新的，所以我们不知道他们的内在房产实际上是提供优越的功能，”洪水说。“我们也不知道材料的限制。因此，我们将对他们的工作方式发展到基本的理解，为制作新属性提供强大的设计规则。这对于将这些材料放入他人的手中至关重要 - 我们希望追求人群采购并与其他人一起工作。“

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参考：“来自荧光染料和宏观的光学材料”由Christopher R. Benson，Laura Kacenauskaite，Katherine L. Vandenburgh，Wei Zhao，Bo乔，Tumma Sadhukhan，Maren Pink，Junsheng Chen，Sina Borgi，Chun-Hsing Chen ，Brad J. Davis，Yoan C. Simon，Krishnan Raghavachari，Bo W. Laursen和Amar H.洪水，2020年8月6日，Chem.Doi：
10.1016 / J.Chempr.2020.06.029.

这项工作得到了国家科学基金会的支持;丹麦研究理事会;英森创新和翻译研究中心（JCTR）试点拨款计划，印第安纳大学;并从副竞技场，艺术学院，艺术和科学学院和印第安纳大学化学系的桥梁资金支持。印第安纳大学和哥本哈根大学申请了这项工作的专利。三位共同作者是与这项工作有关的公司的联合创始人。