Gaur egungo gailu teknologiko ugarietan ohikoa da materiak hibrido organiko-ez-organikoak aurkitzea hauen interes nabarmena dela eta propietate ezohiko eta bereziei esker. Izan ere, materiak hibridoak eskala nanometrikoan osagai organikoak eta ez-organikoak bateratzen dituzten materialak dira, eta beraz, bai batzuen eta bai besteen propietateak aldi berean azal ditzakete. Honek propietate berrien azalpena ere ekar dezake.
Material hibridoak mota anitzekoak izan daitezke. Kasu konkretu honetan, aplikazio optikoetarako material hibrido egokiak aurkitu nahian, koloratzaile desberdinak MgAPO-11 aluminofosfato inorganikoan kapsulatu dira. Horrela osatzen diren material hibridoak oso interesgarriak dira propietate optiko, kimiko zein elektriko erakargarriak izan ahal dituztelako.
Gehiago sakontzeko, aipatu beharra dago MgAPO-11 egitura inorganikoa zeotipo bat dela, hau da, egitura irekia eta ondo-definituriko barne-kanalak dituela, non koloratzaile organikoak koka daitezke. Barne-kanal hauek oso estuak dira, dimentsio nanometrikokoak. Beraz, erabiliko diren koloratzaileen neurri molekularra kontuan izanik, oso estu kapsulatuak geratuko dira, hauen ordenamendu maila oso altua lortuz. Hau dela eta, koloratzailea sintesi nahastera gehitzea beharrezkoa da kapsulatuak gera daitezen.
Normalean, koloratzaileak horrelako egitura zeolitikoetan barneratzeko sintesi-osteko metodoak erabiltzen dira, hau da, lehenengo material ez-organikoa prestatzen da, eta gero koloratzaileak sartzen dira difusioz, bai sublimazioz edo baita katioi-trukearen bidez. Gure metodoa erabiltzearen abantailak, hala nola, sintesi-denboraren murrizketa eta lor daitekeen ordenamendu maila altua dira. Koloratzaileak oso modu ordenatu batean kapsulatzeaz gain, 10 µm baino gehiagoko luzeradun partikuletan eta euren ardatz molekular luzea kanalekiko paralelo geratzen delarik, koloratzaile molekulen agregazioa ere saihesten da MgAPO-11 egituraren topologia berezia deta eta.
Alde batetik, akridina (AC) eta pironina Y (PY) kromoforo fluoreszenteak material zeolitikoan batera kapsulatu dira. Lehenengoak ikuskorreko eremu urdinean igortzen du, eta bigarrenak berriz berdean. Biak batera MgAPO-11 egituran barneratzean, material hibrido oso fluoreszentea lortu da. Gainera, bi kromoforoen trantsizio-momentu dipolarrak bata bestearekiko perpendikularrak direnez, eta haien artean FRET (Föster Resonance Energy Transfer) energia transferentzia eraginkorra ematen denez, partikulen emisio fluoreszentearen kolore aldaketa ikus daiteke (zianetik berdera) materiala argi ultramorearekin kitzikatu ostean, bide optikoan detekzioaren aurretik koka daitezkeen polarizatzaileen norabidearen arabera. Urdinetik-berderako igorpen argiaren kolore aldaketa eraginkorra, bat-batekoa, itzulgarria eta errepikakorra da, eta ez duenez eraldaketa kimikoen beharrik gertatzeko, nekearekiko erresistentzia altua erakusten du.
Azkenik, LDS 722 koloratzailea sartu da euskarri inorganikoan emaitza gisa espektro elektromagnetikoaren alde gorrian igortzen duen material hibrido oso fluoreszentea eskuratuz. Bere etekin kuantikoa koloratzaileak disoluzio urtsuan azaltzen duena baino 50 bat aldiz altuagoa da. Hau lortzen da MgAPO-11 euskarriak eskaintzen dituen zurruntasunari esker, honek koloratzailearen malgutasuna izugarri mugatu egiten duelako. Beste alde batetik, LDS 722-ak optika ez-linealerako propietate intrintsekoak dituenez, eta partikuletan molekulek duten ordenamendu maila altua dela eta, material hibrido egokia lortu da bigarren harmonikoaren sorkuntzarako (SHG).
Beraz, MgAPO-11 euskarri ez-organikoaren baliagarritasuna ziurtatzen da eremu elektromagnetikoaren alde desberdinetan igorpen fluoreszentea erakusten duten koloratzaileak barne hartzeko eta emaitza gisa propietate hobetuak erakusten dituzten material hibrido berri eta interesgarriak lortzeko.
Artikuluaren fitxa
- Aldizkaria: Ekaia
- Zenbakia: Ekaia 32
- Artikuluaren izena: Material hibrido organiko-ez-organiko fluoreszenteak aplikazio optikoetarako
- Laburpena: Aplikazio optikoetarako material hibrido egokiak aurkitu nahian, koloratzaile desberdinak MgAPO-11 aluminofosfato ez-organikoan kapsulatu dira. Material zeolitiko honek AEL egitura dauka, dimentsio bakarreko nanokanal eliptiko oso estuak dituena, 6.5 x 4 Å2-ko diametrodunak; beraz, erabiliko diren koloratzaileen neurri molekularra kontuan izanik, oso estu kapsulatuak geratuko dira. Hori dela eta, koloratzailea sintesi-nahastera gehitzea beharrezkoa da kapsulatuak gera daitezen. Sintesi-metodo horren bidez koloratzaileak modu oso ordenatuan AELaren kanaletan harrapatzen dira 10 µm baino gehiagoko luzeradun partikuletan, euren ardatz molekular luzearekin kanalekiko paralelo, eta koloratzaile molekulen agregazioa saihesten da. Alde batetik, akridina (AC) eta pironina Y (PY) kromoforoak material zeolitikoan batera kapsulatu direnean, material hibrido oso fluoreszentea lortu da. Gainera, bi kromoforoen trantsizio-momentu dipolarrak bata bestearekiko perpendikularrak direnez, eta haien artean FRET energia-transferentzia eraginkorra gertatzen denez, partikulen emisio fluoreszentearen kolore-aldaketa ikus daiteke (zianetik berdera) materiala argi ultramorearekin kitzikatu ostean, bide optikoan detekzioaren aurretik koka daitezkeen polarizatzaileen norabidearen arabera. Azkenik, LDS 722 koloratzailea sartu da euskarri ez-organikoan eta emaitza gisa espektro elektromagnetikoaren alde gorrian igortzen duen material hibrido oso fluoreszentea eskuratu da. Bere etekin kuantikoa koloratzaileak disoluzio urtsuan azaltzen duena baino 50 bat aldiz altuagoa da, eta gainera, LDS 722ak optika ez-linealerako propietate intrintsekoak dituenez, eta partikuletan molekulek duten ordenamendu maila altua dela eta, material hibrido egokia lortu da bigarren harmonikoaren sorkuntzarako (SHG).
- Egileak: Rebeca Sola-Llano
- Argitaletxea: UPV/EHUko argitalpen zerbitzua
- ISSN: 0214-9001
- Orrialdeak: 125-136
- DOI: 10.1387/ekaia.17823
Egileaz: Rebeca Sola-Llano UPV/EHUko Kimika Fisikoa Saileko kidea da eta Espektroskopia Molekularreko Laborategiko ikertzailea.
Ekaia aldizkariarekin lankidetzan egindako atala.
