Ora, in uno studio recentemente pubblicato su Angewandte Chemie International Edition , i ricercatori dell'Università di Osaka e i partner che hanno collaborato hanno sviluppato una molecola di borano che mostra un'insolita emissione di luce quando si lega al fluoruro. Incorporare la loro molecola nella comune plastica è semplice e si ottengono materiali versatili per display elettronici e applicazioni di rilevamento chimico.

Una classe di molecole note come triarilborani (TAB) ha proprietà fotochimiche utili in ottica. Ad esempio, quando si lega a un anione come il fluoruro, la rottura della struttura elettronica TAB spesso provoca due effetti sull'emissione di luce:accorcia la lunghezza d'onda (spostamento verso il blu) e riduce l'intensità (risposta allo spegnimento).

L’allungamento della lunghezza d’onda di emissione (spostamento verso il rosso) è quasi senza precedenti perché i principi di progettazione corrispondenti non sono disponibili. Lo sviluppo di una nuova classe di TAB che mostra una risposta di rilevamento spostata verso il rosso e può essere facilmente incorporata nell'elettronica plastica e in tecnologie simili è il problema che i ricercatori intendevano affrontare.

"Il nostro sensore a base di borano mostra una risposta spostata verso il rosso quando si lega a un anione come il fluoruro", spiega Nae Aota, autore principale dello studio. "Il nostro metodo si basa sulla riduzione del gap energetico orbitale della molecola nello stato fondamentale e sul miglioramento del trasferimento di carica nello stato eccitato invertendo il ruolo del TAB da accettore elettronico a donatore."

Un punto culminante del lavoro dei ricercatori è la facile incorporazione di un fluoruro TAB nelle pellicole polimeriche di polistirene e poli(metilmetacrilato). La matrice polimerica non ha compromesso l'emissione di luce spostata verso il rosso. In effetti, un film mostrava una luce bianca calda, una proprietà altamente desiderata che imita la luce solare. Inoltre, il colore dell'emissione di luce era regolabile con precisione semplicemente regolando la quantità di fluoro aggiunto.

"Siamo entusiasti della versatilità delle nostre pellicole sottili", afferma Youhei Takeda, autore senior. "Possiamo sfruttare la bipolarità del fenazaboride per preparare pellicole plastiche che vanno dal blu al vicino infrarosso per display e rilevamento di anioni ultrasensibili."

Questo lavoro rappresenta un importante passo avanti nelle tecnologie di visualizzazione elettronica. Inoltre, regolando la selettività del TAB sul legame dell'anione (ovvero, rilevando un solo tipo di anione anche in presenza di altri anioni potenzialmente concorrenti), le applicazioni alle tecnologie di rilevamento altamente ricercate saranno semplici.