23.12.2020 - Kyushu University

Fluorescencia invertida

Descubrimiento de cromóforos que emiten luz en la región ultravioleta cuando se excitan con la luz visible

La fluorescencia suele implicar la conversión de la luz en longitudes de onda más cortas en luz en longitudes de onda más largas. Los científicos han descubierto ahora un sistema cromóforo que va al revés. Cuando son excitados por la luz visible, los tintes fluorescentes emiten luz en la región ultravioleta. Según el estudio publicado en la revista Angewandte Chemie, estos sistemas de conversión de luz podrían potenciar las reacciones dependientes de la luz para las que la eficiencia es importante, como la división del agua alimentada por energía solar.

Los colorantes fluorescentes absorben la luz en longitudes de onda más cortas (alta energía, por ejemplo, la luz azul) y emiten luz en longitudes de onda más largas (baja energía, por ejemplo, la luz roja). La conversión ascendente de la luz es mucho más difícil de lograr. La conversión ascendente significa que un colorante fluorescente se excita con la radiación en el rango visible pero emite en el ultravioleta. Tales tintes podrían utilizarse para ejecutar reacciones catalíticas de alta energía, como la división de agua por energía solar, utilizando simplemente la luz del día normal como fuente de energía. Tales tintes expandirían el rango de energía de excitación disponible.

Nobuhiro Yanai y sus colegas de la Universidad de Kyushu, Japón, están explorando los sistemas de cromóforos múltiples por su capacidad de convertir la luz de fluorescencia en luz superior. Yanai explica cómo funciona la conversión ascendente: "La conversión ascendente de la fluorescencia se produce cuando dos moléculas de cromóforo, que han sido excitadas en estado triplete por un sensibilizador, chocan. Esta colisión aniquila la energía sensibilizada y eleva los cromóforos a un nivel de energía más alto. Desde allí, emiten la energía en forma de radiación".

En la práctica, sin embargo, es difícil lograr diseños eficaces de cromóforos en conversión ascendente, ya que los sistemas existentes necesitan radiación de alta intensidad y aún así no logran más de un diez por ciento de eficiencia. "La razón principal de la baja eficiencia es que las moléculas sensibles del cromóforo también absorben gran parte de la luz de conversión ascendente, que luego se pierde", dice Yanai.

Por el contrario, el par cromóforo donante-aceptor desarrollado por Yanai y sus colegas exhibe niveles de energía tan finamente ajustados que alcanzó una eficiencia récord de conversión ascendente del 20 por ciento. Casi no hubo absorción de retorno y hubo bajas pérdidas no radiactivas. El novedoso par de cromóforos estaba formado por un donante basado en el iridio, que era un sensibilizador establecido, y un aceptador derivado de la naftalina, que era un compuesto novedoso.

La baja absorción posterior y las escasas pérdidas de radiación significan que la intensidad de la radiación excitante puede ser baja. Los investigadores informaron de que la irradiación solar era suficiente para lograr una alta eficiencia de conversión ascendente. Incluso las aplicaciones en interiores eran posibles utilizando luz artificial. Los autores sostuvieron una lámpara LED sobre una ampolla llena de la solución de cromóforo y midieron la intensidad de la luz UV emitida.

Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.

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