A transmissão ótica de dados permite que as informações sejam transmitidas como luz por meio de guias de ondas óticas em redes de fibra ótica. Pesquisadores chineses desenvolveram guias de ondas ópticas em microescala. Conforme relatado no jornal Angewandte Chemie , eles fizeram microbastões de estruturas orgânicas de metal de lantanídeos. Sua estrutura de cristal particular garante a condução de luz com baixa perda e a emissão de luz polarizada.

Os lantanídeos são um grupo de metais cuja estrutura eletrônica especial os torna atraentes para uso em aplicações optoeletrônicas. Estruturas metal-orgânicas (MOFs) baseadas em lantanídeos (Ln-MOFs) oferecem uma ampla gama de possibilidades para variações específicas na estrutura. MOFs são estruturas em forma de rede feitas de "nós" metálicos unidos por conectores orgânicos.

Bem definido, Ln-MOFs em microescala permanecem uma raridade, Contudo. Agora, as coisas mudaram com os novos micro-rod Ln-MOFs, que têm potencial como guias de onda em microescala. Liderado por Dongpeng Yan e Yong Shen Zhao na Universidade Normal de Pequim e na Academia Chinesa de Ciências (Pequim, China), os pesquisadores optaram por usar ácido benzenotricarboxílico (BTC) como seu bloco de construção orgânico. Este composto absorve fortemente a luz ultravioleta e tem níveis de energia eletrônica bem combinados com os lantanídeos. Em um processo de auto-organização sob certas condições sintéticas, as moléculas de BTC e os íons lantanídeos se reúnem em microbastões cristalinos.

Dentro do cristal, as moléculas de BTC funcionam como minúsculas "antenas de luz":elas capturam a luz e a passam com muita eficiência para os íons lantanídeos em um processo de transferência de energia sem radiação. Os íons lantanídeos então emitem energia como luminescência, cuja cor varia dependendo do lantanídeo usado. Os MOFs de Térbio emitem luz verde; MOFs de európio brilham em vermelho. A dopagem de MOFs de térbio com 5% de európio resulta em luminescência laranja.

Visto sob um microscópio, os bastões irradiados uniformemente com luz ultravioleta têm pontos muito brilhantes em ambas as extremidades, embora brilhem fracamente. O espectro da luz emitida é constante ao longo do comprimento das hastes. Os microbastões atuam, portanto, como guias de ondas ópticas de baixa perda. Também é interessante que a luz emitida nas extremidades é circularmente polarizada e uniformemente distribuída ao longo da seção transversal das hastes.

Este comportamento resulta da estrutura cristalina especial dos microbastões, em que os íons de lantanídeo se enrolam em uma cadeia helicoidal ao longo de um eixo do cristal. As cadeias são unidas por grupos fenil do BTC, que formam paredes impenetráveis ​​para a luz. O resultado geral é uma rede tridimensional penetrada por canais quadrados.

Com sua baixa perda de luz e alto rendimento quântico de fotoluminescência, essas novas microestruturas unidimensionais poderiam servir como uma plataforma eficaz para o desenvolvimento de novos sistemas de guias de ondas ópticas ajustáveis ​​por cores com emissões polarizadas.