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Recientemente, el equipo de investigación dirigido por Jiang Changlong en los Institutos de Ciencias Físicas de Hefei, parte de la Academia de Ciencias de China, desarrolló un método novedoso para producir nanopuntos de polímero carbonizado. Estos nanopuntos son capaces de emitir una fosforescencia ultralarga y multicolor a temperatura ambiente, desde el azul al verde.
![Enfoque novedoso para producir puntos de carbono fosforescentes multicolores](https://d1otjdv2bf0507.cloudfront.net/images/news/ImageForNews_40832_17133474398383239.jpg)
Representación esquemática de la fabricación de materiales compuestos multicolores, duraderos y a base de puntos de carbono fosforescentes a temperatura ambiente y sus posibles aplicaciones en la lucha contra la falsificación. Crédito de la foto: Zhang Qipengcia.
Estos materiales tienen aplicaciones potenciales en la lucha contra la falsificación y el cifrado de información.
Qipeng Zhang, Institutos Hefei de Ciencias Físicas, Academia China de Ciencias
Los materiales RTP brillan incluso cuando se retira la fuente de luz, lo que los hace útiles para una variedad de aplicaciones que incluyen seguridad, privacidad, pantallas e imágenes médicas. Los Carbon Dots (CD) son un tipo de material RTP fácil de fabricar, resistente a la decoloración y seguro.
Sin embargo, producir materiales RTP brillantes y duraderos utilizando CD es difícil debido a la pérdida de energía no radiativa. Además, es difícil obtener diversos tonos fosforescentes a partir de materiales de puntos de carbono únicos, lo que limita su uso. Por lo tanto, el desarrollo de materiales de puntos de carbono RTP multicolores y de larga duración con un alto rendimiento cuántico es crucial.
El enfoque de este estudio utiliza la síntesis hidrotermal de ortofenilendiamina (oPD) y ácido poliacrílico (PAA) para producir nanopuntos de polímero carbonizado. Para crear estos puntos, los investigadores mezclaron compuestos conocidos como ortofenilendiamina (oPD) y ácido poliacrílico (PAA) en agua caliente. Luego hornearon estos puntos con óxido de boro (B2oh3) para darles un brillo duradero que va del azul al verde.
Al agregar oPD, estos CD pudieron brillar en varios colores fosforescentes debido al dopado con nitrógeno. El PAA, que consta de una larga cadena de moléculas, hace que estos CD se comporten de manera similar a otros nanopuntos de polímeros carbonizados hechos de polímeros.
La extensa reticulación dentro de estos polímeros asegura los grupos luminiscentes dentro de los puntos del polímero carbonizado mediante enlaces covalentes y enlaces de hidrógeno. Esta estructura minimiza las pérdidas no radiativas y, por lo tanto, mejora la fosforescencia de los CD.
La dura capa que recubre los CD, concretamente el óxido de boro, también sirve para proteger la energía fosforescente de pérdidas no radiativas. Con un rendimiento cuántico de fosforescencia máximo del 19,5% y una duración visible de hasta 49 segundos, estos puntos de carbono exhiben una fosforescencia excepcional debido al efecto sinérgico de las estructuras poliméricas reticuladas dentro de su interior y sus carcasas rígidas.
Además, muestran una impresionante resistencia al fotoblanqueo. Por lo tanto, estos materiales de puntos de carbono tienen un gran potencial para su uso en aplicaciones de cifrado de información y antifalsificación.
El equipo afirma que esta investigación avanza en la comprensión de los materiales RTP y abre la puerta al desarrollo de materiales flexibles y de alto rendimiento para la seguridad de los datos.
Referencia de la revista:
Zhang, Q., et. Alabama. (2024) Puntos de polímero carbonizado fosforescente ultralargo de emisión múltiple mediante un diseño de estructura de mejora sinérgica. ciencia avanzada. doi:10.1002/advs.202400781
Fuente: http://english.hf.cas.cn/
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