Koordinazio polimero luminiszenteak: gailu argitsuen etorkizuna

Argitalpenak · Dibulgazioa

Koordinazio polimeroek (CPs) azken urteetan jasan duten hazkundea ikaragarria izan da material ez-organiko hibridoen arloan. Konposatu hauen karakteristikarik erakargarriena beraien egitura kristalinoa diseinatzeko erraztasuna eta hauek aurkezten dituzten propietate ugariak dira. Egitura horiek eraikitzeko bi osagai beharrezkoak dira: estekatzaileak eta metalak. Estekatzaileak atomo emaileak dituzten molekula organikoak dira eta nodoak metal edo kluster metalikoak (1. irudia).

polimero
1. Irudia. Metalen (berdea) eta estekatzaileen arteko konbinaketa sare moduko eraikin kristalinoa osatzen duen koordinazio polimeroa. (Iturria: Ekaia aldizkaria)

Esan bezala, konposatu horiek propietate anitzak erakusten dituzte haien egitura hibridoa dela medio, eta horrek hainbat aplikaziotan erabiltzeko gaitasuna ematen die. Horien artean, gehien nabarmentzen den erabilera gas edo molekula txikien (H2, CO2…) adsortzioa da, gas horien biltegiratze edo banaketarako prozesuak goitik behera aldatu dutenak “Metal-Organic-Frameworks” (MOFs) deritzon koordinazio polimeroetan. Bestalde, konposatu horiek beste ezaugarri interesgarri batzuk eskaintzen dituzte hala nola katalisi arloan edo luminiszentzian. Azken horien interesa asko hazi da azken urteetan gailu argitsu hobeak sortu ditzaketelako, aplikazio-esparru anitzak dauzkatenak, hala nola trafiko-seinaletan, pantaila digitalean edo faltsifikazio sistemetan. Halaber, ezaugarri hori konbina daiteke molekula zehatzak detektatu ditzaketen sentsore gisa erabil daitezkeen material berriak sortzeko.

Luminiszentziari materialak argia igortzeko duten gaitasunari deritzo, aldez aurretik energia xurgatu behar izan duelarik. Bi argi igorpen mota bereiz ditzakegu: fluoreszentzia eta fosforeszentzia. Lehenengoaren kasua argi igorpena oso azkarra da, aurrez aurretik xurgatuta energia xurgatu bezain laster bueltatzen dute argi moduan; beraz, energia iturria kenduz gero argia igortzeari uzten diote. Fosforeszentzian berriz, xurgatutako energiaren igorpena argi moduan askoz motelagoa da, igorpenak denboran luzatzea ahalbidetzen duena eta kitzikatze iturria behin kenduta argia igortzen jarraitzen dute. Denboran luzatzeko argi igorpenari iraupen luzeko fosforeszentzia (ingelesez Long-Lasting Phosphorescence, LLP) deitzen zaio.

polimero
2. Irudia. Koordinazio-polimero baten argi igorpena kitzikatzearen ondorioz. (Iturria: Ekaia aldizkaria)

Luminiszentzia konposatuaren izaera hibrido metal-organikotik dator, hau da, metalaren eta estekatzailearen ezaugarrien arteko konbinaziotik. Horretarako, metalaren eta estekatzailearen aukeraketa egokia egitea ezinbestekoa da gure konposatuak luminiszenteak izan dezaten. Metalen artean, geruza osoko metalak dira egokienak, hala nola zink (II) edo kadmio (II), biek d10eko konfigurazio elektronikoa dute. Geruza osoa izateagatik, d-d trantsizioetan oinarritutako erlaxazio prozesu ez-erradiatiboak (ez dutenak argirik igortzen) ezin dira eman eta ondorioz igorpen luminiszentea bermatzen du. Horrek esan nahi du beste metal batzuk ere baliagarriak direla koordinazio polimero luminiszenteak eraikitzeko baldin eta geruza osoko metalak baldin badira, hala nola metal-lurralkalinoek. Estekatzailearen aldetik, konposatu organikoak elektroi pare bakartiak dituzten atomoak eduki behar ditu, adibidez oxigeno, nitrogeno edo fosforo atomoak, eta elkarrekintza supramolekularrak sortzen laguntzen dituzten talde funtzionalak, hala nola eraztun aromatikoak edo karboxilato taldeak.

Dena den, konposatu hauek aurreko mendetik ezagunak diren arren, azkenengo hamarkadan hazkunde handia jaso dute bere egituraren natura hibridoa metal-organikoak osagaien konbinaketa mugagabea eskaintzen duelako eta horren ondorioz propietate luminiszenteak egokitzea erraza suertatzen delako. Horrenbestez, molekula adimenduak sor ditzakegu sistema optiko gisa erabiltzeko. Igorpen luminiszenteak dituzten koordinazio-polimeroak aplikazio gutxi batzuetan sustatu badira ere, bere garapena abiapuntuan baino ez dago eta; hortaz, ibiltzeko geratzen den bidean tarte handia dago oraindik ere iraupen luzeagoko argi igorpena erakusten duten material berri eta hobeak sortzeko.

Iturria

Pajuelo Corral, Oier; Seco, Jose Manuel; Cepeda, Javier (2020). «Koordinazio polimero luminiszenteak: gailu argitsuen etorkizuna»; Ekaia, 37, 2020, 159-174. (https://doi.org/10.1387/ekaia.20840)

Artikuluaren fitxa

  • Aldizkaria: Ekaia
  • Zenbakia: Ekaia 37
  • Artikuluaren izena: Koordinazio polimero luminiszenteak: gailu argitsuen etorkizuna.
  • Laburpena: Koordinazio-polimero luminiszenteak aurreko mendetik ezagutzen diren arren, izugarrizko hazkundea izan dute aurreko hamarkadatik gaur egun arte, erakusten duten argi-igorpen gaitasun paregabeei esker. Material horiekin, gailu argitsuen arloan belaunaldi berri bat garatzen hasi da, bereziki sentsore gisa edo faltsifikazio-sistemetan erabiltzeko. Material hauen aplikazio gehienek intentsitate handiko igorpenak edota igorpen iraunkorrak izatera behartzen dute. Zentzu horretan, koordinazio-polimeroak aukera egokiak dira, beren izaera metal-organikoa dela eta; haien egitura kristalinoa nahi diren propietate fotoluminiszenteak erakusteko diseina daitezke, horrela eginkizun zehatz batera bideratzeko. Azpimarratzekoa da azken urteotan ikusi egin dela koordinazio-polimeroek iraupen luzeko argi-igorpenak emateko gaitasuna daukatela. Lan honen helburu nagusia da koordinazio-polimero luminiszenteak eta, bereziki, argi-igorpen fosforeszenteak sortzen dituztenak nola eraiki eta haietan gertatzen diren fenomenoak azaltzea.
  • Egileak: Oier Pajuelo Corral, Jose Manuel Seco, Javier Cepeda
  • Argitaletxea: UPV/EHUko argitalpen zerbitzua
  • ISSN: 0214-9001
  • eISSN: 2444-3255
  • Orrialdeak: 159-174
  • DOI: 10.1387/ekaia.20840

Egileez

Oier Pajuelo Corral, Jose Manuel Seco eta Javier Cepeda UPV/EHUko Donostiako Kimika Zientzien Fakultateko Kimika Ez-organiko Sailekoak dira.


Ekaia aldizkariarekin lankidetzan egindako atala.

Utzi erantzuna

Zure e-posta helbidea ez da argitaratuko. Beharrezko eremuak * markatuta daude