p Os cientistas estão olhando para filmes transparentes luminescentes para uso em telas de baixo consumo de energia (como telas de LED) e outras aplicações, e as possibilidades que abre para o avanço de metodologias em diversos campos da pesquisa biológica e eletrônica. Contudo, embora filmes sólidos transparentes com emissão multicolorida tenham sido desenvolvidos, Encontrar maneiras eficientes de ajustar a cor e a intensidade das emissões de luz tem sido um desafio. p Agora, em um artigo recente publicado na The Royal Society of Chemistry's Avanços de Materiais , um novo mecanismo para ajustar facilmente a luminescência de um material transparente sólido emissor de luz recentemente modificado é descrito - envolve simplesmente a modulação de sua concentração de prótons (ou pH) por meio da aplicação de uma voltagem.

p Este material foi desenvolvido no laboratório do Professor Makoto Tadokoro, um químico inorgânico e cientista de materiais na Universidade de Ciência de Tóquio, no Japão. Prof Tadokoro e sua equipe, incluindo o Dr. Hajime Kamebuchi da Universidade Nihon, Japão, e o Sr. Taiho Yoshioka da Universidade de Ciência de Tóquio, começou com um filme polimérico transparente chamado Nafion. Os filmes de Nafion são conhecidos como condutores de prótons (materiais nos quais a eletricidade é conduzida por meio do movimento dos prótons) e trocadores de cátions (materiais que atraem prontamente partículas carregadas positivamente). Essas duas propriedades provaram ser a chave para o controle de luminescência proporcionado pelo material que eventualmente ajudaria a formar.

p Uma terceira propriedade do Nafion que o tornou ainda mais útil para a equipe do Prof Tadokoro é sua estrutura molecular. A estrutura de Nafion permitia "complexos" de dois metais, térbio (Tb) e európio (Eu), que são conhecidos por serem emissores de luz, para ser incorporado nele quando foi mergulhado em uma solução contendo os complexos metálicos. Assim, o processo de fabricação do material era simples e barato.

p Quando o produto final - um filme polimérico contendo complexo de metal - foi imerso em uma solução ácida (pH 2-5; doador de prótons), ficou verde. Embebido em uma solução alcalina (pH 9-12; aceitador de prótons), ficou vermelho. Em uma solução neutra (pH 6-8), ficou amarelo (uma combinação de vermelho e verde).

p A análise espectroscópica disse aos autores por que essas mudanças de cor específicas estavam ocorrendo. Em soluções ácidas, os prótons captados pelo Nafion estavam "ligando" os íons de metal Tb, mas não os íons de metal da UE. Em soluções alcalinas, Os íons de metal da eu ganharam destaque e as emissões dos íons Tb foram extintas. Em soluções neutras, ambos emitiram luz. Isso confirmou que o gradiente de concentração de prótons dentro do material determinava sua luminescência.

p Os cientistas foram então capazes de ajustar facilmente a luminescência ligando o material a uma bateria depois de mergulhá-lo em uma solução ácida. A solução ácida tornou o material verde. Mas após a aplicação de uma voltagem, conforme os prótons se moviam em direção ao lado carregado negativamente do material, o lado carregado positivamente com deficiência de prótons começou a ficar vermelho. A parte central do material ficou amarela. O professor Tadokoro diz:"Achamos que esta foi a parte mais desafiadora de nosso estudo - e, aliás, também nosso maior sucesso. A descoberta de que o fluxo de prótons em um meio sólido sob um campo elétrico pode ser controlado, que por sua vez nos permite controlar a 'cor' da luz emitida, é sem precedentes. Em sistemas biológicos, os fluxos de íons são responsáveis ​​por muitas atividades bioquímicas essenciais. Os 'iônicos de estado sólido' demonstrados por nós podem encontrar aplicações em muitos campos diferentes. "

p Quando mais questionado sobre o significado prático de seu trabalho, O professor Tadokoro diz:"Nossas descobertas mostram que é possível fabricar vidro ou filme de emissão multicolorida de baixo custo, cujas emissões podem ser ajustadas simplesmente pela aplicação de uma voltagem para controlar o fluxo de prótons, e, portanto, gradiente de prótons, dentro do material. Em outras palavras, não apenas a condução de elétrons, mas a condução de prótons pode ser uma maneira pela qual a luminescência dos materiais é controlada. "

p Mas, embora este estudo seja um grande passo na jornada para alcançar emissores transparentes para uma ampla gama de aplicações - como detecção de gradientes de pH em células biológicas ou construção de novos visores e iluminadores - o dispositivo desenvolvido aqui não está totalmente pronto para o mercado. O professor Tadokoro diz:"Agora estamos tentando adicionar um complexo emissor de luz azul em nosso sistema, para que possamos obter um material que possa emitir luz sobre todo o espectro visível. "

p Uma vez que isso seja alcançado, as ciências vão avançar um pouco mais, e uma nova geração de materiais emissores multicoloridos altamente sintonizáveis ​​pode não estar muito longe.