Os avanços em dispositivos ópticos são suportados pelo desenvolvimento de novos materiais. Microcristalitos de compostos orgânicos luminescentes podem atuar como pequenas fontes de laser para tais dispositivos, por exemplo, em monitores e outros componentes. Os dendrímeros oferecem inúmeras vantagens como materiais luminescentes, Mas por enquanto, eles não foram usados ​​como microcristalitos devido à sua fragilidade e baixa cristalinidade. Agora, uma equipe de pesquisadores produziu dendrímeros que formam cristais robustos com propriedades de lasing. Suas descobertas são publicadas em Angewandte Chemie .

Dendrímeros são polímeros que crescem a partir de um núcleo através da adição de pequenas moléculas para formar ramos estendidos, o que explica o nome deles, derivado da palavra grega para árvore. Os dendrímeros têm muitas vantagens que os tornam materiais luminescentes interessantes. Eles são altamente solúveis, o que os torna fáceis de incorporar em sistemas; eles têm altos rendimentos quânticos, o que significa que você recebe muita luz que colocou de volta; eles são bons em colher luz, e eles tendem a mostrar perda de luminescência relativamente baixa quando condensados ​​em um sólido.

Os pesquisadores fizeram uma família de dendrímeros - ficando maior em tamanho conforme o número de gerações aumentava - composta de unidades de carbazol formando os ramos em torno de um núcleo altamente fluorescente. Os dendrímeros formaram cristais únicos estáveis, mesmo quando o solvente foi removido, e pode ser analisado por análise de raios-X de cristal único. Na verdade, o dendrímero de terceira geração, que tem um peso molecular de 4, 600 Da, é o maior dendrímero orgânico já analisado dessa forma.

"Nossos dendrímeros têm duas partes principais, "O autor correspondente do estudo, o professor Yohei Yamamoto, explica." Os ramos são constituídos por moléculas aromáticas que atuam como antenas coletoras de luz, coletando luz composta de ondas em muitos planos diferentes, que é conhecido como luz não polarizada. Esta luz é então transferida para o núcleo fluorescente, cuja estrutura leva a luz polarizada - luz com ondas em um único plano - sendo gerada. "

Quando os cristais de dendrímero foram submetidos a forte bombeamento óptico, o processo usado para amplificar o sinal em materiais de laser, eles produziram emissão espontânea amplificada e lasing com poucos danos à estrutura do material ou às propriedades ópticas.

"A família de dendrímeros que produzimos corrige uma série de problemas que têm impedido as propriedades desses materiais de serem exploradas. Portanto, esperamos que eles façam uma contribuição significativa para o desenvolvimento de materiais orgânicos para óptica de laser, "diz o professor Yamamoto." As propriedades robustas e emissão de laser dos cristais serão úteis para componentes como telas ópticas coloridas e circuitos micro-ópticos. "