Células de quimioluminescência eletrogerada (ECL), caracterizadas por sua natureza autoemissiva, reuniram interesse significativo para aplicações de exibição em potencial devido à sua estrutura descomplicada e processo de fabricação simples. Essas células são criadas imprensando uma camada emissora à base de solução entre dois eletrodos transparentes. No entanto, quando comparado com outros dispositivos auto-emissivos, como díodos emissores de luz (LED) e LEDs orgânicos, o desempenho luminescente das células ECL permanece abaixo da média e está actualmente a ser melhorado.



Em contraste, os complexos de irídio são amplamente utilizados em LEDs orgânicos eficientes devido à sua capacidade de produzir emissões fosforescentes à temperatura ambiente a partir dos seus estados excitados. As cores de emissão podem ser facilmente ajustadas alterando os ligantes, e os pesquisadores exploraram suas propriedades usando métodos teóricos e experimentais.

Em um estudo recente liderado pelo Professor Associado Takashi Kasahara e Nanami Ichinohe um estudante de mestrado na Universidade Hosei e incluindo colaboradores da Universidade de Fukui e da Universidade Nacional Cheng Kung os pesquisadores projetaram com sucesso uma célula ECL altamente luminescente utilizando um complexo de irídio e um mediador. Este estudo foi publicado na revista Electrochemistry .

De acordo com o Dr. Kasahara, "ECL é um fenômeno de emissão de luz induzido por uma reação de transferência de elétrons entre o ânion radical e o cátion do material luminescente. Embora as soluções convencionais de ECL tenham sido normalmente preparadas dissolvendo quantidades específicas de um único material luminescente em um solvente orgânico, neste estudo preparamos uma solução que continha dois materiais luminescentes."

Os dois materiais luminescentes empregados no estudo foram um complexo de irídio amarelo fosforescente (Ir(BT)₂ (acac)) e um material fluorescente retardado termicamente ativado (TADF) azul-celeste, rotulado como 2CzPN, servindo como mediador redox. Para a configuração experimental, três variações de soluções ECL foram criadas e avaliadas utilizando células microfluídicas desenvolvidas pela equipe de pesquisa. Dentre essas soluções, duas continham exclusivamente o complexo de irídio e o mediador, enquanto a terceira incorporava ambos os componentes.

A célula ECL microfluídica, incorporando ambos os componentes, apresentou uma emissão ECL amarela vívida decorrente de uma reação de transferência de elétrons entre o cátion radical de Ir(BT)₂ (acac) e o ânion radical de 2CzPN. Foi visto atingir um pico de luminância superior a 100 cd m ⁻² e uma eficiência de corrente máxima de 2,84 cd A ⁻¹ .

Estes valores representam os valores mais elevados relatados para células ECL baseadas num complexo de irídio. Notavelmente, a luminância desta célula excedeu a da célula ECL sem 2CzPN em mais de duas ordens de grandeza. Em 2023, os autores também melhoraram o desempenho luminescente da célula ECL fluorescente amarela usando o mediador. Isto levou os autores a concluir que o sistema ECL desenvolvido se aplica não apenas a materiais fluorescentes, mas também a materiais fosforescentes.

"Esperamos que este sistema ECL usando o mediador redox seja ativamente investigado por muitos grupos de pesquisa em todo o mundo e contribua para futuras (provavelmente daqui a várias décadas) aplicações de exibição autoemissivas baseadas em soluções altamente luminescentes e eficientes", diz Dr.

Em resumo, os pesquisadores projetaram com sucesso uma célula ECL fosforescente amarela incorporando um complexo de irídio e um mediador redox. Esta célula exibe a maior luminância já relatada para células baseadas em complexo de irídio e espera-se que abra caminho para o desenvolvimento de monitores baseados em ECL de próxima geração.

Mais informações: Nanami ICHINOHE et al, Célula de quimioluminescência eletrogerada fosforescente amarela baseada em um complexo de irídio ciclometalado com um mediador redox, Eletroquímica (2024). DOI:10.5796/eletroquímica.23-00147
Fornecido pela Universidade Hosei