La luminescenza di Upconversion (UC) è un processo che converte i fotoni a bassa energia in fotoni ad alta energia con applicazioni promettenti in diversi campi. Tuttavia, i meccanismi UC noti si concentrano principalmente sui processi di trasferimento di energia tra ioni metallici, mentre il ruolo dei ligandi organici deve essere esplorato.
Gli assemblaggi lantanidi-organici costruiti mediante assemblaggio di coordinamento hanno attirato grande attenzione nella chimica supramolecolare grazie alle loro ampie applicazioni nel rilevamento, nel bioimaging e nella teranostica del cancro. Tuttavia, limitato dal trasferimento di energia a lunga distanza del sensibilizzatore e dell'attivatore, ottenere UC in assemblaggi lantanidi-organici multicomponente è molto impegnativo.
In uno studio pubblicato sul Journal of American Chemical Society , il gruppo di ricerca guidato dal Prof. Sun Qingfu del Fujian Institute of Research on the Structure of Matter dell'Accademia cinese delle scienze ha proposto UC supramolecolare mediata da multimeri eccitati su assemblaggi lantanidi-organici multicomponenti.
I ricercatori hanno scoperto che una sottile variazione dei sostituenti periferici del ligando induceva il controllo della stereoconfigurazione centrata sul metallo e dava origine a due Ln8 topologici L12 -tipo (Ln per ione lantanide; L per ligando organico L1 o L2 R/S ) complessi lantanidi-organici. La risonanza magnetica nucleare, la spettrometria di massa a tempo di volo con ionizzazione elettrospray e la cristallografia a raggi X hanno confermato la formazione di Ln8 romboedrico (L1 )12 e ottaedrico Ln8 (L2 R/S )12 .
Studi fotofisici sugli assemblaggi lantanidi-organici hanno mostrato un Eu 3+ sensibilizzato altamente efficiente , Sm 3+ e Yb 3+ per l'omometallico Ln8 L12 attraverso il tradizionale effetto antenna. Gli assemblaggi lantanidi-organici supramolecolari di questa struttura pseudo-cubica hanno mostrato un raro esempio di stati multimerici eccitati indotti dall'assemblaggio sopprimendo l'orientamento e le vibrazioni intramolecolari.
Nonostante le grandi distanze Ln···Ln (> 1,4 nm) nei complessi, Yb8 (L2 )12 l'assemblaggio ha mostrato una fluorescenza verde multimerica upconvertita senza precedenti (500 nm) con un'eccitazione di 980 nm. Una dipendenza quadratica dell'intensità UC dalla densità di potenza del laser coincide con il meccanismo UC a due fotoni previsto. Inoltre, le energie degli stati multimeri eccitati possono essere trasferite all'Eu 3+ parzialmente drogato ioni in eterometallici (Yb/Eu)8 L12 assemblaggi, realizzando le emissioni rosse upconvertite di Eu 3+ tramite sensibilizzazione cooperativa UC mediata da multimeri eccitati.
I ricercatori non hanno osservato alcun Eu 3+ rilevabile -emissione UC centrata in miscele post-assemblaggio di 7 equiv di Yb8 L12 e 1 equivalente di Eu8 L12 sotto eccitazione a 980 nm, confermando che Yb 3+ → UE 3+ il trasferimento di energia è un processo UC intramolecolare piuttosto che intermolecolare.
Questo studio fornisce una nuova strategia per la progettazione di materiali UC, che è fondamentale per sfruttare le fotofunzioni dei complessi lantanidi-organici multicomponenti.
Ulteriori informazioni: Xiao-Fang Duan et al, Conversione supramolecolare mediata da multimeri eccitati su assiemi lantanidi-organici multicomponenti, Journal of the American Chemical Society (2023). DOI:10.1021/jacs.3c06775
Informazioni sul giornale: Giornale dell'American Chemical Society
Fornito dall'Accademia cinese delle scienze
