Pigmentos orgánicos activos por infrarrojos encendidos
Los pigmentos orgánicos de valencia mixta absorben en el infrarrojo cercano
En la fotosíntesis y la fotovoltaica orgánica, las moléculas de los pigmentos convierten la luz en carga eléctrica. Un equipo de químicos ha creado un pigmento orgánico inusual, que se "enciende" con una carga eléctrica para convertirse en un potente colorante que absorbe la luz en el rango del infrarrojo cercano. El estudio del equipo, publicado en la revista Angewandte Chemie, sugiere posibles aplicaciones en sistemas de investigación de materiales electrofísicos, fotovoltaicos y tecnología de sensores.
© Wiley-VCH
Los pigmentos cargados de colores intensos han sido predominantemente metálicos. Un ejemplo muy conocido es el azul de Berlín o azul de Prusia a base de hierro, que es un azul intenso y profundo. Desde el punto de vista químico, los tintes y pigmentos de este tipo son moléculas simétricas, con un lado con mayor carga que el otro. Los lados intercambian electrones y la molécula absorbe la luz que está en la misma longitud de onda que este intercambio de energía.
Los pigmentos puramente orgánicos con colores tan intensos son raros. Sin embargo, el equipo de Francis D'Souza, de la Universidad del Norte de Texas, y sus colegas, han desarrollado ahora un sistema molecular orgánico modular precisamente para cumplir este requisito. En comparación con los metales, los materiales orgánicos tienen la ventaja de ser fáciles de modificar. El equipo optó por la construcción modular de las moléculas de colorante, para dar lugar a moléculas personalizables a las que potencialmente se podría dar una amplia variedad de propiedades diferentes.
El núcleo de la nueva molécula estaba formado por una molécula de colorante rojo fluorescente. A continuación, los investigadores unieron un sistema molecular "push-pull" o "donante-aceptor" de dos partes a ambos lados de este núcleo. Estos sistemas fueron capaces de estabilizar las cargas eléctricas en condiciones específicas.
En el estado sin carga, el pigmento era simplemente una molécula de colorante azul. Pero cuando se le aplicaba una carga electrónica, demostraba toda su capacidad. El equipo observó una nueva e intensa banda de absorción, pero no en el rango de la luz visible. El nuevo colorante absorbía en el rango del infrarrojo cercano, es decir, en la región de transición entre la luz visible y la radiación térmica del espectro electromagnético.
Sólo cuando las dos unidades donante-aceptoras resonaban entre sí era posible la absorción: "El electrón libre adicional se desplaza entre las dos entidades químicamente equivalentes, revelando un nuevo pico de transferencia de carga en la región del infrarrojo cercano", afirman los autores. La molécula se había convertido en un compuesto de valencia mixta, con propiedades similares a las de los compuestos tintóreos de base metálica.
Estos pigmentos orgánicos conmutables electrónicamente podrían ser excelentes sustancias modelo para la investigación básica, afirma D'Souza. Podrían utilizarse para ayudar a comprender mejor la transferencia de electrones, como ocurre en la fotosíntesis, por ejemplo. Además de su potencial como ayudas a la investigación, podrían utilizarse como material eficiente de transporte de electrones en dispositivos fotónicos y también son adecuados como marcadores para analizar las transiciones de electrones.
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