Materiais Avançados

Materiais orgânicos agora também brilham no escuro

Materiais orgânicos agora também brilham no escuro
Uma das vantagens é que o novo material é transparente quando não está brilhando (no alto à esquerda). [Imagem: Ryota Kabe/Chihaya Adachi]

Materiais que brilham no escuro

Pesquisadores da Universidade de Kyushu, no Japão, desenvolveram os primeiros materiais capazes de brilhar no escuro feitos com moléculas orgânicas, mostrando que a migração da tecnologia para os materiais à base de carbono é uma tendência mais ampla do que se imagina.

Usados em relógios e sinais de emergência, entre muitas outras aplicações, os materiais que brilham no escuro hoje são fabricados a partir de compostos inorgânicos e incluem metais raros, como o európio e o disprósio. Além de caros, esses materiais exigem altas temperaturas para sua fabricação e dispersam a luz, o que significa que eles não são transparentes quando não estão brilhando.

Já os novos materiais luminescentes à base de carbono, semelhantes aos materiais usados em plásticos e tintas, eliminam muitas dessas desvantagens, tendo uma maior eficiência na emissão de luz, são transparentes e mais baratos - eles já são amplamente utilizados em diodos orgânicos emissores de luz (OLEDs).

Isso abre novas possibilidades de aplicação, como nas bioimagens, a captação de imagens médicas do interior do corpo.

Plásticos que brilham no escuro

O grande problema é que, até agora, os plásticos brilhavam no escuro apenas por alguns minutos, com sua luz se esmaecendo rapidamente.

Ryota Kabe e Chihaya Adachi conseguiram uma luminescência persistente usando misturas simples de duas moléculas que doam elétrons e que aceitam elétrons. Eles alcançaram uma emissão por mais de uma hora sem a necessidade de fontes de luz intensas ou de baixas temperaturas, como em experimentos similares anteriores.

"Muitos materiais orgânicos podem usar a energia absorvida da luz para emitir luz de uma cor diferente, mas esta emissão é geralmente rápida porque a energia é armazenada diretamente na molécula que produz a emissão," explicou Kabe. "Em contraste, nossas misturas armazenam a energia em cargas elétricas separadas por uma distância mais longa. Este passo adicional nos permitiu tornar a liberação de energia como luz consideravelmente mais lenta, conseguindo assim o efeito de brilho no escuro."

Mas ainda há desafios a enfrentar no caminho para o uso prático das moléculas orgânicas que brilham no escuro. O principal deles é a sensibilidade do material ao oxigênio e à água.

Contudo, como revestimentos de proteção já são usados em eletrônica orgânica e mesmo nos materiais que brilham no escuro inorgânicos, os pesquisadores estão confiantes de que poderão encontrar uma solução rapidamente. Ao mesmo tempo, eles também estão buscando novas estruturas moleculares para aumentar a duração e a eficiência das emissões, bem como para mudar a cor da luz emitida.

Bibliografia:

Organic long persistent luminescence
Ryota Kabe, Chihaya Adachi
Nature Physics
DOI: 10.1038/nature24010




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