Os químicos da NUS desenvolveram uma nova classe de materiais cristalinos para coletar potencialmente a radiação do infravermelho próximo (NIR).

O processo óptico não linear (NLO) descreve o comportamento não linear da luz quando ela entra em um meio adequado. Este processo tem uma ampla gama de usos que incluem armazenamento de dados tridimensionais (3-D), Microfabricação 3-D, imagens de alta resolução e aplicações de limitação óptica. A fluorescência de conversão ascendente é um desses processos em que os fótons de energia mais baixa (normalmente dois, em um processo de conversão ascendente de dois fótons) se combinam para dar um único fóton com energia mais alta.

Existem muitos tipos de materiais não lineares que podem exibir esse comportamento óptico. Materiais luminescentes como nanopartículas de semicondutores ou lantanídeos são mais atraentes quando comparados aos corantes orgânicos fluorescentes porque permanecem estáveis ​​quando expostos à luz. Contudo, o processo necessário para anexar moléculas orgânicas a eles é mais difícil. Uma nova classe de materiais híbridos conhecidos como estruturas metal-orgânicas (MOFs), que é construído a partir de ligantes espaçadores orgânicos e íons de metal ou aglomerados de metal, é estável à luz e permite fácil fixação de moléculas orgânicas. Isso os torna particularmente adequados para o processo de conversão ascendente de dois fótons.

Prof JJ VITTAL e sua equipe de pesquisa do Departamento de Química, A NUS desenvolveu novos MOFs que são capazes de converter a radiação NIR em luz visível no estado sólido. Eles descobriram que o arranjo de empacotamento das moléculas responsáveis ​​pela conversão ascendente da luz é crítico para determinar a intensidade da luz visível que pode ser emitida a partir dele. Aqueles com estruturas expandidas com maiores vazios entre as moléculas são capazes de dar maior eficiência de conversão de luz.

Prof Vittal disse, "O projeto de sólidos moleculares com as propriedades desejadas é possível a partir de uma melhor compreensão de suas interações intermoleculares." Com base nessas descobertas, a equipe de pesquisa está desenvolvendo melhores materiais de conversão ascendente com maior eficiência de conversão de luz. Esses materiais podem potencialmente colher o infravermelho, espectro de luz ultravioleta e visível para aplicações em células solares.