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(noticias nanowerk) Un equipo de investigación dirigido por JIANG Changlong de los Institutos de Ciencias Físicas de Hefei ha desarrollado un método novedoso para producir nanopuntos de polímero carbonizado que pueden emitir fosforescencia multicolor y ultralarga a temperatura ambiente (RTP) de azul a verde.
«Estos materiales tienen aplicaciones potenciales en la lucha contra la falsificación y el cifrado de información», dijo ZHANG Qipeng, miembro del equipo.
Los resultados de la investigación fueron publicados en ciencia avanzada (“Puntos de polímero carbonizado fosforescente ultralargo de emisión múltiple mediante un diseño de estructura de mejora sinérgica”).
Los materiales RTP brillan incluso cuando se retira la fuente de luz, lo que los hace valiosos para diversas aplicaciones como seguridad, privacidad, pantallas e imágenes médicas. Los Carbon Dots (CD) son un tipo de material RTP conocido por su facilidad de fabricación, estabilidad a la luz y seguridad. Sin embargo, producir materiales RTP brillantes y duraderos utilizando CD es difícil debido a la pérdida de energía no radiativa. Además, es difícil obtener diferentes colores fosforescentes a partir de materiales de puntos de carbono individuales, lo que limita su uso. Por lo tanto, el desarrollo de materiales de puntos de carbono RTP multicolores, de larga duración y de alto rendimiento cuántico es esencial.
El método desarrollado en esta investigación consiste en sintetizar nanopuntos de polímeros carbonizados mediante la síntesis hidrotermal de ortofenilendiamina (oPD) y ácido poliacrílico (PAA). Para crear estos puntos, los investigadores mezclaron algunas sustancias químicas llamadas ortofenilendiamina (oPD) y ácido poliacrílico (PAA) en agua caliente. Luego hornearon estos puntos con óxido de boro (B2O3) para hacerlos brillar durante mucho tiempo, de azul a verde.
Al añadir oPD, estos CD brillaban en varios colores fosforescentes debido al dopado con el elemento nitrógeno. PAA, una larga cadena de moléculas, hizo que estos CD actuaran como otros nanopuntos de polímero carbonizado hechos de polímeros. Las estructuras de reticulación de cadena larga de estos polímeros fijan los grupos luminiscentes dentro de los puntos del polímero carbonizado a través de enlaces covalentes y enlaces de hidrógeno, reduciendo así las pérdidas no radiativas y mejorando así la fosforescencia de los CD.
El óxido de boro, que rodea los CD como una cáscara dura, también ayudó a proteger la energía fosforescente de pérdidas no radiativas. El efecto sinérgico de las estructuras poliméricas reticuladas dentro de los puntos de carbono y su capa rígida permite que estos puntos de carbono exhiban una fosforescencia excelente con una duración visible de hasta 49 segundos y un rendimiento cuántico de fosforescencia máximo del 19,5 %. También exhiben una notable resistencia al fotoblanqueo. Por lo tanto, estos materiales de puntos de carbono son prometedores para aplicaciones en la lucha contra la falsificación y el cifrado de información.
Esta investigación no sólo mejora nuestra comprensión de los materiales RTP, sino que también allana el camino para el desarrollo de materiales versátiles y potentes para la seguridad y la privacidad, afirma el equipo.
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