I ricercatori della Northwestern University hanno sviluppato un nuovo sistema a basso costo, strategia relativamente semplice per la progettazione di materiali utilizzati nell'imaging di cellule vive, terapia fotodinamica per il cancro e tecnologie per la visione notturna.

Per queste applicazioni, gli scienziati utilizzano materiali specializzati che assorbono ed emettono luce nel vicino infrarosso. Rispetto alla luce visibile, la luce del vicino infrarosso può penetrare più in profondità nei materiali con una dispersione minore e causare livelli inferiori di fotodanneggiamento.

Per sviluppare questi materiali, i ricercatori attualmente utilizzano un processo di sintesi chimica che modifica la struttura molecolare. L'approccio nordoccidentale ha solo bisogno di co-cristallizzare due diverse molecole, un metodo conveniente ed efficiente basato sulla chimica supramolecolare.

"Il nostro lavoro semplifica il processo produttivo e pone le basi per l'applicazione pratica, ", ha detto Fraser Stoddart della Northwestern, autore senior dello studio. "Questa strategia attirerà gli scienziati che lavorano in una vasta gamma di discipline, dalla chimica all'ingegneria dei cristalli alla scienza dei materiali".

Il documento è stato pubblicato questa settimana sulla rivista Comunicazioni sulla natura .

Stoddart è un chimico vincitore del premio Nobel e professore del Board of Trustees presso il Weinberg College of Arts and Sciences della Northwestern. Yu Wang, un borsista post-dottorato nel laboratorio di Stoddart, è il primo autore dell'articolo.

Il metodo di Northwestern funziona sfruttando i trasferimenti di carica tra due molecole, in cui una molecola (un donatore) dona elettroni a un'altra molecola (un accettore). Le due molecole possono formare due co-cristalli con differenti rapporti donatore-accettore.

"I due co-cristalli assumono distinte sovrastrutture allo stato solido, morfologie dei cristalli e proprietà ottiche, in cui uno di essi costituisce un materiale unico che mostra simultaneamente assorbimento a due fotoni ed emissione nel vicino infrarosso, "Ha detto Wang. "Questo lavoro fornisce una piattaforma ideale per scoprire una relazione sovrastruttura-proprietà e ottenere una comprensione più profonda del design del materiale supramolecolare".

Lo studio, "Co-cristalli organici emissivi a due fotoni eccitati nel rosso profondo e nel vicino infrarosso, " è stato sostenuto dalla National Science Foundation e dal Dipartimento dell'Energia.