I chimici NUS hanno sviluppato linee guida di progettazione per un tipo di piattaforma di materiali in grado di attivare e regolare la capacità di emissione della luce delle molecole organiche per applicazioni di illuminazione e display.

La capacità dei materiali di emettere luce allo stato solido (fluorescenza allo stato solido) è una proprietà fondamentale che ha molte potenziali applicazioni, come nell'illuminazione e nei display. Vi è una crescente domanda di molecole organiche ad alte prestazioni da utilizzare in display flessibili e illuminazione realizzati con tecnologia a diodi organici a emissione di luce (OLED). I display OLED sono più sottili e flessibili rispetto ai tradizionali display a cristalli liquidi (LCD). Però, la maggior parte delle molecole organiche non è in grado di emettere luce in modo efficiente allo stato solido.

Un gruppo di ricerca guidato dal Prof Loh Kian Ping del Dipartimento di Chimica, NUS ha sviluppato linee guida di progettazione per quadri organici covalenti (COF) bidimensionali (2-D) che possono essere efficacemente utilizzati per abilitare e regolare la sua fluorescenza allo stato solido. I COF sono polimeri cristallini formati da blocchi molecolari organici fortemente legati da legami covalenti. Questi elementi costitutivi molecolari organici sono generalmente non emissivi. Il team di ricerca ha dimostrato che è possibile far cambiare il colore dell'emissione di luce dal COF dal blu al verde al giallo. È possibile anche l'emissione di luce bianca. Rispetto alle piccole molecole organiche fluorescenti, questo tipo di piattaforma di materiale può fornire una maggiore emissione di luce e una gamma di colori più ampia e può essere potenzialmente applicato nel rilevamento, applicazioni di illuminazione e display.

La fotoluminescenza dei materiali organici stratificati viene solitamente spenta. Ciò è dovuto all'impilamento π-π o alla rotazione del legame che causa una dissipazione non emissiva dell'energia di fotoeccitazione. Questo tipo di piattaforma COF supera il problema limitando la rotazione del legame intramolecolare tramite il legame idrogeno intra e interstrato tra gli strati COF impilati.

Signor Li Xing, un dottorato di ricerca studente che lavora a questo progetto, disse, "La piattaforma COF offre flessibilità nella progettazione strutturale e nella modifica del materiale. Regolando la funzionalità sidechain e il linker per la piattaforma COF, le proprietà di emissione della luce del materiale possono essere modificate per adattarsi a diverse applicazioni."

"Unità molecolari altamente emissive possono essere incorporate in questo sistema per migliorare ulteriormente l'efficienza delle emissioni, " ha aggiunto il prof.