Nella fotosintesi e nel fotovoltaico organico, le molecole di pigmento convertono la luce in carica elettrica. Un team di chimici ha ora prodotto un insolito pigmento organico, che viene "acceso" da una carica elettrica per diventare un potente colorante che assorbe la luce nel vicino infrarosso. Lo studio del team, pubblicato sulla rivista Angewandte Chemie , suggerisce potenziali applicazioni nei sistemi per la ricerca sui materiali elettrofisici, fotovoltaico, e tecnologia dei sensori.

I pigmenti carichi con colori intensi sono stati prevalentemente a base di metalli. Un esempio ben noto è il blu di Berlino a base di ferro o il blu di Prussia, che è un ricco, profondo blu. Per quanto riguarda la loro chimica, coloranti e pigmenti di questo tipo sono molecole simmetriche, con un lato che ha una carica maggiore dell'altro. I lati scambiano elettroni, e la molecola assorbe la luce che è alla stessa lunghezza d'onda di questo scambio di energia.

I pigmenti puramente organici con colori altrettanto intensi sono rari. Ciò nonostante, Il team di Francis D'Souza della University of North Texas, e colleghi, hanno ora sviluppato un sistema molecolare organico modulare proprio per soddisfare questa richiesta. Rispetto ai metalli, i materiali organici hanno il vantaggio di essere facilmente modificabili. Il team ha scelto di mirare alla costruzione modulare delle molecole di colorante, per fornire molecole personalizzabili che potrebbero potenzialmente ricevere un'ampia varietà di proprietà diverse.

Il nucleo della nuova molecola era costituito da una molecola di colorante fluorescente rosso. I ricercatori hanno poi attaccato un "push-pull" in due parti, o "donatore-accettore", sistema molecolare su entrambi i lati di questo nucleo. Questi sistemi erano in grado di stabilizzare le cariche elettriche in condizioni specifiche.

Nello stato senza carica, il pigmento era solo una molecola colorante di colore blu. Ma quando è stato applicato un addebito elettronico, ha dimostrato tutte le sue capacità. Il team ha osservato un nuovo banda di assorbimento intenso, ma non nella gamma della luce visibile. Il nuovo colorante assorbito nel vicino infrarosso, cioè., nella regione di transizione tra luce visibile e radiazione termica sullo spettro elettromagnetico.

Fu solo quando le due unità donatore-accettore entrarono in risonanza l'una con l'altra che l'assorbimento divenne possibile:"L'ulteriore, rimescola di elettroni liberi tra le due entità chimicamente equivalenti rivelando un nuovo picco di trasferimento di carica nella regione del vicino infrarosso, " affermano gli autori. La molecola era diventata un composto di valenza mista, con proprietà simili ai composti coloranti a base di metalli.

Questi pigmenti organici commutabili elettronicamente potrebbero essere eccellenti sostanze modello per la ricerca di base, dice D'Souza. Potrebbero essere usati per aiutare a capire meglio il trasferimento di elettroni, come si trova nella fotosintesi, Per esempio. Oltre al loro potenziale come aiuti alla ricerca, potrebbero essere utilizzati come materiale efficiente per il trasporto di elettroni nei dispositivi fotonici e sono anche adatti come marcatori per l'analisi delle transizioni elettroniche.