Scienziati cinesi hanno trasformato molecole di cluster rame-iodio in aggregati, nanostrutture altamente luminescenti per l'uso in diodi emettitori di luce (LED). Gli assemblaggi allo stato solido costituiti da complessi del cluster rame-iodio con composti fosfo-organici come ligandi sono facilmente preparati, a buon mercato, e può emettere luce di molti colori, riportano sul giornale Angewandte Chemie . I nanoaggregati possono essere utilizzati come inchiostri luminescenti per pitture invisibili e rivestimenti colorati per LED.

La luminescenza è l'emissione di luce innescata da una qualche forma di energia, che può essere chimico, elettrico, o radiazioni. Per molto tempo, gli scienziati pensavano che l'aggregazione sarebbe stata dannosa per la luminescenza. Ma in alcune sostanze l'aggregazione può essere utile, i ricercatori hanno riferito per la prima volta nel 2001 quando hanno osservato che i cambiamenti conformazionali trasformavano un debole luminoforo in un forte emettitore. Da allora, la ricerca sui cosiddetti composti ad emissione indotta dall'aggregazione (AIE) è cresciuta rapidamente. Uno dei motivi:nelle applicazioni del mondo reale come rivestimenti e inchiostri luminescenti, i pigmenti adottano solitamente uno stato aggregato.

Il team guidato da Hong-Bin Yao presso l'Università della Scienza e della Tecnologia della Cina a Hefei, Cina, esplora le vie di preparazione ai composti AIE, con l'obiettivo di preparare inchiostri su larga scala e senza un grande budget. Un ammasso stabile di rame e iodio attirò la loro attenzione. In combinazione con i comuni leganti fosfinici, questo ammasso era noto per esibire una forte luminescenza nel suo stato aggregato, il tipico fenomeno AIE. Ma un modo affidabile per arrivare a quello stato, figuriamoci le applicazioni, non sono stati segnalati.

Per preparare l'emettitore AIE, il composto di partenza deve essere presente come singolo, molecola solubile, poi viene assemblato e trasformato in qualcosa di nanoparticolare e non solubile. Gli autori hanno affrontato il problema impiegando un processo emulsionante-demulsionante. Agitando il complesso non emettitore disciolto in un solvente organico con un tensioattivo, sono riusciti a confinare i cluster ibridi rame-iodio in piccole goccioline per ottenere nanoaggregati AIE-attivi in ​​modo semplice ma efficace.

Il metodo ha un altro vantaggio:quando si scambiano i ligandi del complesso, i colori sono cambiati. Gli scienziati hanno sostituito il legante del fosforo con una serie di leganti contenenti azoto e hanno ottenuto una bella gamma di inchiostri luminescenti in colori che vanno dall'arancione al blu. Con cui chiaramente si divertivano a dipingere:usando i loro inchiostri acquosi luminescenti in arancione, giallo, e celeste, hanno trasformato uno schizzo in bianco e nero di un mondo sottomarino in un suggestivo acquerello squisito visibile solo sotto la luce UV.

Non solo inchiostri per quadri, ma sono stati preparati anche rivestimenti colorati per lampade a LED. Normalmente, la luce LED bianca è difficile da ottenere. Qui, i ricercatori hanno rivestito le sorgenti LED blu con ibridi rame-iodio luminescenti gialli e hanno osservato che l'emissione LED diventava bianca. Però, alcuni aggiustamenti devono ancora essere fatti per aumentare l'efficienza, hanno ammesso gli autori.