Ein Forschungsteam aus Litauen hat organische Farbstoffe entwickelt, die unter Lichtanregung besonders lang und intensiv nachleuchten. Möglich ist das intensive Nachleuchten in den Farben rot oder grün-blau durch eine Kombination aus einer thermisch aktivierten verzögerten Fluoreszenz mit anhaltender Phosphoreszenz, wie das Team in der Zeitschrift Angewandte Chemie berichtet. Mit solchen Farbstoffen dotierte Polymere werden als organische Materialien für optoelektronische Anwendungen in der Datenverschlüsselung, Informationsspeicherung und für Sensoren gesucht.
„Effizienter phosphoreszierende Materialien haben das grundlegende Problem, dass eine intensivere Phosphoreszenz häufig eine geringere Lebensdauer der Phosphoreszenz bedeutet und umgekehrt“, erläutert die Korrespondenzautorin der Studie Justina Jovaišaitė von der Universität Vilnius. Das Forschungsteam entwickelte daher Diboraanthracen-Farbstoffe weiter. Deren anhaltendende Phosphoreszenz konnte dabei mit einer lang anhaltenden, thermisch aktivierten verzögerten Fluoreszenz ergänzt werden.
Damit die Materialien sowohl phosphoreszieren als auch durch verzögerte Fluoreszenz nachleuchten, modifizierten die Forschenden den Farbstoff. Diboraanthracen-Verbindungen haben die aromatische Grundstruktur von Anthracen, enthalten aber zwei Boratome. Durch chemische Veränderung des aromatischen Gerüsts erreichten die Forschenden nicht nur ein intensiveres Nachleuchten als bei rein phosphoreszierenden Materialien. Auch die Farbe ließ sich einstellen: „Beim Abkühlen verschob sich die Farbe des Nachleuchtens entweder von rot nach grün oder von grün nach blau. Für Temperatursensoren ist das extrem wichtig“, erläutert Jovaišaitė.
Die neu entwickelten organischen Farbstoffe könnten als Datenspeicher und für die Informationsverschlüsselung eingesetzt werden. Um eine solche Anwendung zu demonstrieren, stellten die Forschenden transparente Polymerfilme her, die sie mit den organischen Verbindungen beschichteten. Dann beschrieben sie die Filme durch Einstrahlung von Laserlicht. Lesbar war die Schrift nur dann, wenn der gesamte Film einem weniger intensivem UV-Licht ausgesetzt wurde.
Um die Nachleuchteigenschaften weiter zu optimieren, möchten die Forschenden die photophysikalischen Eigenschaften genauer untersuchen. So sollen die Nachleuchtdauer, die Effizienz und die Farbeinstellung verbessert werden. „Nachleuchtende, organische polymerbasierte Materialien werden stark gesucht, weil sie flexibel und transparent sind und großtechnisch produziert werden können“, sagt Jovaišaitė.
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