Un team di ricerca del National Institute for Materials Science ha sviluppato un materiale liquido luminescente regolabile a colori con un'eccellente fotostabilità a base di antracene, che è un colorante fluorescente organico generale.

Nello sviluppo di monitor a colori, dispositivi mobili, e altri dispositivi elettronici, i materiali organici molecolari e polimerici sono essenzialmente importanti, in quanto offrono vantaggi come leggerezza, flessibilità, e stampabilità. Però, in quasi tutti i casi, i materiali molecolari organici emettitori di luce sviluppati fino ad ora hanno avuto difficoltà a dimostrare le loro prestazioni luminescenti intrinseche a causa di vari problemi, che includono una bassa fotostabilità (durata per prevenire lo scolorimento o la decolorazione sotto fotoirradiazione) e l'aggregazione di molecole nel processo di rivestimento. Inoltre, dal punto di vista della produzione di dispositivi flessibili, i materiali devono essere privi di deterioramento dello strato emissivo continuo, anche se sottoposto a piegature e piegature eccessive. D'altra parte, sviluppo di materiali molecolari organici che consentano semplici, produzione a basso costo di dispositivi di luminescenza a colori, rispetto alla sintesi individuale di materiali molecolari organici che mostrano vari colori luminescenti, è anche desiderato.

Il team guidato dal Dr. Nakanishi ha sviluppato un materiale liquido che emette blu, privo di aggregazione tra le parti adiacenti di antracene, ha un punto di fusione di circa -60 °C, ed è termicamente stabile fino a circa 300 °C, attaccando catene alchiliche ramificate altamente flessibili attorno a un nucleo di antracene, che è una molecola di colorante generale fluorescente. Questo materiale è un liquido a bassa viscosità con viscosità di circa 0,3 Pa-s a temperatura ambiente ed è un blu che emette con una resa quantica di fluorescenza assoluta di ca. 55% e fotostabile con una durata di oltre 5~10 volte superiore a quella dei coloranti all'antracene disponibili in commercio. Per di più, perché altre molecole di colorante luminescente possono essere drogate in modo omogeneo in questo liquido, è stato riscontrato che la regolazione della luminescenza a colori è disponibile assistita da un trasferimento di energia di risonanza di fluorescenza (FRET) fino al 96% dei coloranti mediante eccitazione a luce blu singola (365 nm).

In questa ricerca, è stato sintetizzato un liquido antracene emettitore di blu con eccellente fotostabilità, ed è stato sviluppato un materiale liquido che mostra una luminescenza a colori di alta qualità e una precisa regolazione della luminescenza mediante la facile operazione di drogaggio del liquido con altri coloranti. Poiché il materiale liquido non volatile sviluppato in questo lavoro può essere rivestito sulla superficie di vari substrati, ci si può aspettare la produzione di dispositivi multicolori organici con eccitazione stabile di un singolo colore. È possibile mantenere uno strato emettitore attivo continuo, senza rotture o interruzioni anche quando piegato e piegato, che è una proprietà favorevole per lo sviluppo di dispositivi flessibili pieghevoli.

Questi risultati della ricerca sono stati pubblicati nell'edizione online della rivista scientifica Comunicazioni sulla natura .