I chimici NUS hanno sviluppato una nuova classe di materiali cristallini per raccogliere potenzialmente le radiazioni del vicino infrarosso (NIR).

Il processo ottico non lineare (NLO) descrive il comportamento non lineare della luce quando entra in un mezzo adatto. Questo processo ha un'ampia gamma di utilizzi che includono l'archiviazione di dati tridimensionali (3D), microfabbricazione 3-D, immagini ad alta risoluzione e applicazioni di limitazione ottica. La fluorescenza di conversione è uno di questi processi in cui fotoni a energia inferiore (tipicamente due, in un processo di conversione a due fotoni) si combinano per dare un singolo fotone con energia maggiore.

Esistono molti tipi di materiali non lineari che possono esibire tale comportamento ottico. I materiali luminescenti come semiconduttori o nanoparticelle di lantanidi sono più attraenti rispetto ai coloranti organici fluorescenti perché rimangono stabili se esposti alla luce. Però, il processo richiesto per attaccare le molecole organiche su di esse è più difficile. Una nuova classe di materiali ibridi noti come strutture metallo-organiche (MOF), che è costruito da ligandi spaziatori organici e ioni metallici o cluster metallici, è stabile alla luce e consente un facile fissaggio delle molecole organiche. Questo li rende particolarmente adatti per il processo di conversione a due fotoni.

Il Prof JJ VITTAL e il suo gruppo di ricerca del Dipartimento di Chimica, NUS ha sviluppato nuovi MOF in grado di convertire la radiazione NIR in luce visibile allo stato solido. Hanno scoperto che la disposizione dell'impaccamento delle molecole responsabili della conversione della luce è fondamentale nel determinare l'intensità della luce visibile che può essere emessa da essa. Quelli con strutture espanse con maggiori vuoti tra le molecole sono in grado di fornire una maggiore efficienza di conversione della luce.

Il professor Vital ha detto, "La progettazione di solidi molecolari con le proprietà desiderate è possibile da una migliore comprensione delle loro interazioni intermolecolari". Basandosi su questi risultati, il team di ricerca sta sviluppando migliori materiali di conversione con una maggiore efficienza di conversione della luce. Questi materiali possono potenzialmente raccogliere l'infrarosso, spettro di luce ultravioletta e visibile per applicazioni di celle solari.