p Os cientistas da NUS desenvolveram uma abordagem para melhorar a geração e a coleta luminescente de tripletos moleculares acoplando-os a nanopartículas dopadas com lantanídeos. Esta inovação fornece novos insights sobre a interação nanocristal-molécula de lantanídeo no campo optoeletrônico. p A geração, controle e transferência de excitons tripletos (pares elétron-buraco ligados) em sistemas moleculares e híbridos é um tópico de grande interesse em várias disciplinas, da física e química à ciência dos materiais e biologia. Esse interesse é impulsionado por uma gama de aplicações potenciais, como a emissão de luz de moléculas, conversão de freqüência de fótons, fotocatálise, de detecção, e terapia fotodinâmica. Contudo, trigêmeos moleculares são emissores de luz fracos, então técnicas especiais são usadas para contornar essa limitação. As técnicas incluem acoplamento spin-órbita baseado em metal pesado e ajuste da divisão de energia singleto-tripleto. Contudo, ambas as abordagens não são adequadas, pois se concentram principalmente na coleta das emissões de luz dos trigêmeos e isso impõe restrições estritas ao projeto molecular.

p Uma equipe de pesquisa liderada pelo Prof Xiaogang Liu do Departamento de Química, A NUS desenvolveu uma nova abordagem para controlar as propriedades de emissão de luz desses tripletos moleculares por meio do acoplamento de moléculas orgânicas a nanopartículas dopadas com lantanídeos (ver Figura). Esta pesquisa é em colaboração com o Prof Renren Deng da Universidade de Zhejiang, China e o Prof. Akshay Rao da Universidade de Cambridge, Reino Unido. Usando o método deles, Os trigêmeos moleculares podem ser gerados diretamente nas moléculas orgânicas por absorção de fótons. Isso significa que as moléculas podem ganhar energia e transitar diretamente do singlete do estado fundamental para se tornarem trigêmeos no estado excitado. Essa transição óptica direta não era possível anteriormente. Os pesquisadores descobriram que a transição pode acontecer em escalas de tempo abaixo de 10 picossegundos com eficiência unitária. Como eles são acoplados às nanopartículas dopadas com lantanídeo, esses estados tripletos de excitons das moléculas podem, então, sofrer transferência de energia para os íons lantanídeos com eficiência unitária, permitindo a emissão de luz.

p O professor Liu disse:"Abordamos um desafio experimental de longa data enfrentado por cientistas que trabalham no campo optoeletrônico, e tem se mostrado uma estratégia eficaz para a coleta luminescente de trigêmeos moleculares. Esses resultados também estabelecem um novo método para manipular excitons tripletos moleculares e devem abrir novos caminhos para uma ampla gama de disciplinas, incluindo a sensibilização de trigêmeos, fotocatálise, optoeletrônica, biomedicina terapêutica, de detecção, e conversão de freqüência de fótons. "