Noticias Actualidad en procesos industriales

Dele visibilidad a su trayectoria académica

Participe en la convocatoria de trabajos inéditos de Virtual Pro.

Publicar Ahora

2020-08-06Creados los materiales fluorescentes más brillantes conocidos

SINC |Con la ayuda de una nueva tinta incolora y estructuras cristalinas, químicos de EE UU y Dinamarca han descubierto un método sencillo para fabricar los más brillantes sólidos fluorescentes. El avance se puede aplicar en la obtención de energía solar, tecnologías láser y bioimagen.

La luminiscencia fluorescente presente en una nueva clase de materiales conocidos como estructuras de aislamiento iónico de moléculas pequeñas (SMILES, en inglés), se puede transferir sin problemas a un estado sólido y cristalino, según un nuevo método descubierto por investigadores de las universidades de Indiana (EE UU) y de Copenhague (Dinamarca).

Este nuevo material puede emplearse en cualquier tecnología que necesite fluorescencia, incluyendo la obtención de energía solar, la bioimagen y los láseres

“Hemos encontrado un método genérico, simple y eficiente para hacer los sólidos fluorescentes más brillantes que existen”, afirma a SINC Bo Wegge Laursen, director del Centro de Nanociencia de la Universidad de Copenhague y uno de los coautores del estudio, publicado hoy en la revista Chem.

Este hallazgo supone una claro avance con respecto al desarrollo de sólidos fluorescentes, ya que “casi todos los colorantes fluorescentes utilizados en soluciones diluidas se apagan cuando están en forma sólida”, explica Laursen.



Pila de giroides impresos en 3D que brillan en la oscuridad. / Amar Flood

“La ventaja de nuestro método es que se basa en un simple aditivo a los tintes comerciales estándar que produce sólidos con la misma fluorescencia y color que el colorante en solución, haciendo el proceso simple y predecible”, resume el químico.

Más allá de lo anecdótico, sus autores consideran que esta nueva clase de material (SMILES) puede emplearse en cualquier tecnología que necesite fluorescencia, “incluyendo la obtención de energía solar, la bioimagen y los láseres”, adelanta Amar Flood, profesor de química en la Universidad de Indiana y coautor del trabajo.

Según Laursen, “cuando los tintes fluorescentes se apagan normalmente en el estado sólido, la energía procedente de la luz se pierde en forma de calor. Para todas las tecnologías mencionadas, como la energía solar, los vidrios fotocromáticos o la visualización en 3D, evitar este tipo de pérdida de calor es clave para su funcionamiento y posterior optimización”.

La clave: soluciones de tinta incolora

A pesar de que en la actualidad existen más de 100.000 tintes fluorescentes disponibles, casi ninguno de ellos puede ser utilizado para crear materiales sólidos, ya que actúan de manera impredecible. Estos tintes tienden a apagarse al entrar en estado sólido, disminuyendo la intensidad de su fluorescencia para producir un brillo más tenue.

"El problema de enfriamiento y acoplamiento entre los tintes surge cuando se juntan con el material sólido", describe Flood. "No pueden evitar tocarse entre sí, como los niños pequeños sentados juntos a la hora del cuento: interfieren entre sí y dejan de comportarse como individuos", señala.

Para solventar este problema, los investigadores recurrieron a una solución incolora de macromoléculas en forma de estrella, que impide que las otras moléculas fluorescentes interactúen entre sí mientras la mezcla se solidifica. De esta forma, sus propiedades lumínicas quedan intactas.

Usaron una solución incolora de macromoléculas en forma de estrella, que impide que las otras moléculas fluorescentes interactúen entre sí mientras la mezcla se solidifica, así sus propiedades lumínicas quedan intactas

Hasta la fecha, las investigaciones anteriores siempre habían recurrido a soluciones coloridas. Sin embargo, Laursen y Flood consideran que la clave reside en que la solución sea incolora.

"Algunas personas piensan que los macrociclos incoloros son poco atractivos, pero permitieron que el entramado de aislamiento expresara plenamente la brillante fluorescencia de los tintes, sin que los colores de los macrociclos lo impidieran", detalla Flood.

Los autores creen que esta novedosa técnica permitirá a los fabricantes de tintes exprimir todo el potencial de este nuevo material en el futuro. Por el momento, prefieren centrarse en conocer a fondo todas sus propiedades.

"Desarrollaremos una comprensión fundamental de cómo funcionan, proporcionando un conjunto robusto de reglas de diseño para hacer nuevas propiedades. Esto es crítico para poner estos materiales en manos de otros", concluyen.

Referencia:

Benson et al. "Plug-and-Play Optical Materials from Fluorescent Dyes and Macrocycles". Chem, (agosto, 2020).


SINC
Autor
SINC

El Servicio de Información y Noticias Científicas (SINC) es la primera agencia pública de ámbito estatal especializada en información sobre ciencia, tecnología e innovación en español. Fue puesta en marcha por la Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología en el año 2008. El equipo de SINC produce noticias, reportajes, entrevistas y materiales audiovisuales (vídeos, fotografías, ilustraciones e infografías).


2024-03-27
Diseñan factorías bacterianas para producir bioplásticos a partir de plásticos convencionales

Un estudio del CSIC diseña cepas de la bacteria ‘Pseudomonas putida’ capaces de utilizar residuos plásticos como nutrientes para transformarlos en bioplásticos degradables o compostables

2024-03-22
Corriente eléctrica en el agua para descontaminarla de mercurio

La contaminación de agua por mercurio y otros metales pesados –como el plomo, común en zonas mineras– la deja no consumible, pone en riesgo la salud de todo ser vivo y aumenta la posibilidad de deforestación en las riberas. Una investigación adelantada en el municipio de El Bagre (Antioquia), con agua del río Nechí, mostró la eficiencia –entre 99,64 y 99,77 %– de un método de remoción de mercurio empleando electrodos de aluminio. Este método “separa” el metal del agua, como si se tratara de aceite, dejándola lista para consumo humano.

2024-03-21
Validan un método más barato y eficiente para obtener antioxidantes de hojas de árboles

Un equipo de investigación de la Universidad de Huelva ha optimizado un sistema de ultrasonido para la extracción de compuestos beneficiosos para la salud a partir de residuos agroforestales. De esta manera, se podrán incluir como complementos nutricionales y farmacéuticos de una manera más asequible.

2024-03-20
Hemos descubierto que los diamantes pueden compactarse aún más. El resultado es un material mucho más duro

Desde hace más de 200 años el diamante ha estado en la cumbre de la escala de Mohs, la escala que mide la dureza de los minerales. Los diamantes son más que una piedra brillante, son el epítome de la dureza. Ahora puede que contemos con un mineral aún más duro, aunque por el momento, tan solo en la teoría.

2024-03-19
Las anémonas marinas guardan el secreto para degradar microplásticos

Una enzima artificial basada en una proteína producida por una anémona que podemos encontrar en prácticamente cualquier costa española puede degradar el PET.

2024-03-14
Crean materiales similares al grafeno con biomasa y arcilla para impulsar la transición energética

El ICMM-CSIC consigue optimizar la creación de materiales grafíticos, semejantes al grafeno, con aplicaciones clave para una energía sostenible como el almacenamiento de hidrógeno.