Uno schema di migrazione dell'energia direzionale (eccitoni) nel MOF, insieme ai costituenti porfirinici del MOF, è mostrato.
Utenti del Center for Nanoscale Materials (CNM) della Northwestern University, collaborando con il Nanophotonics Group presso l'Argonne National Laboratory, riportano la funzionalizzazione di strutture metallo-organiche (MOF) a base di porfirina con punti quantici core/shell CdSe/ZnS (QD) per il miglioramento della raccolta della luce tramite il trasferimento di energia dai QD ai MOF. Questo lavoro apre la strada allo sviluppo di complessi di raccolta della luce efficienti per la conversione dell'energia solare.
Grazie alle loro efficienti proprietà di trasporto energetico, I MOF a base di porfirina sono composti interessanti per le applicazioni di fotochimica solare. Però, le loro bande di assorbimento forniscono una copertura limitata nella gamma spettrale del visibile per applicazioni di raccolta della luce. L'ampia banda di assorbimento dei QD nella regione del visibile offre una maggiore copertura dello spettro solare da strutture ibride QD-MOF. Gli studi di emissione risolti nel tempo al CNM mostrano che la fotoeccitazione dei QD è seguita dal trasferimento di energia ai MOF con efficienze superiori all'80%.
Schema di sensibilizzazione QD e trasferimento di energia ai MOF; I QD sono 5-6 nm e la spaziatura interporfirina è di circa 1 nm.
Questo approccio di sensibilizzazione può comportare un> Aumento del 50% del numero di fotoni raccolti da una singola struttura MOF monostrato con un monostrato di QD sulla superficie MOF. Molecole di porfirina con diversi sostituenti sono state utilizzate per alterare il grado di anisotropia strutturale nel MOF, al fine di aumentare preferenzialmente l'anisotropia nell'accoppiamento elettronico tra porfirine in direzioni specifiche, in modo da produrre una migrazione di energia anisotropa. È stata inoltre eseguita la valutazione teorica delle costanti di accoppiamento.
