Un gruppo di ricercatori dell'Università di Lund in Svezia ha realizzato la prima molecola a base di ferro in grado di emettere luce. Ciò potrebbe contribuire allo sviluppo di materiali economici e rispettosi dell'ambiente, ad es. celle solari, sorgenti luminose e display.

Da oltre 50 anni, i chimici hanno sviluppato molecole coloranti a base di metallo per un'ampia gamma di applicazioni diverse, come display e celle solari. Ciò implicherebbe idealmente metalli comuni e rispettosi dell'ambiente come il ferro, ma nonostante una serie di tentativi nessuno è stato in grado di sviluppare una molecola colorante a base di ferro in grado di emettere luce fino ad ora. I ricercatori di tutto il mondo hanno quindi dovuto invece ricorrere maggiormente a vari metalli rari e preziosi, come il rutenio, che hanno fornito più facilmente le proprietà desiderate.

Attraverso un design molecolare avanzato, i ricercatori di Lund hanno ora manipolato con successo le proprietà elettroniche delle molecole a base di ferro in modo che assomiglino molto meglio alle sostanze a base di rutenio.

Facendo così, loro hanno, per la prima volta, ha creato una molecola colorante a base di ferro in grado non solo di catturare la luce, ma anche successivamente emettono luce di colore diverso. Quest'ultimo è significativamente più difficile da raggiungere, il che contribuisce al motivo per cui il risultato dei ricercatori nel dimostrare che la nuova molecola di ferro emette luce arancione è così importante.

"Gli alchimisti medievali cercavano di produrre oro da altre sostanze, ma fallito. Si potrebbe dire che siamo riusciti a compiere l'alchimia moderna conferendo al ferro proprietà che somigliano a quelle del rutenio", dice Kenneth Wärnmark, Professore di Chimica presso la Facoltà di Scienze dell'Università di Lund.

Il nuovo studio, che ora è pubblicato in Natura , descrive un complesso di ferro con una durata di vita da record nel suo stato di assorbimento della luce e luminescente:100 picosecondi, che è meno di un miliardesimo di secondo. Ma nonostante l'intervallo di tempo apparentemente inconcepibilmente breve, è abbastanza sufficiente.

"Nel mondo della chimica, questo è il tempo sufficiente perché le molecole emettano luce", dice Villy Sundström, Professore di Chimica all'Università di Lund.

Questi risultati forniscono un passo importante verso possibili applicazioni future come materiale luminescente, come per illuminazione e display, così come assorbitori di luce nelle celle solari e fotocatalizzatori per la produzione di combustibile solare. Per raggiungere questo obiettivo, un continuo sviluppo di nuove, e sono necessarie molecole ancora migliori.

"Prevediamo che il prossimo passo per sviluppare le attuali molecole adatte per applicazioni commerciali potrebbe richiedere altri cinque anni", dice Peter Persson, ricercatore di chimica presso l'Università di Lund.

Oltre ai ricercatori di Lund, lo studio ha coinvolto ricercatori del Laboratorio Ångström di Uppsala e di Copenaghen.