Fluorescencija je fascinantan prirodni fenomen. Zasnovan je na činjenici da određeni materijali mogu da apsorbuju svetlost određene talasne dužine, a zatim da emituju svetlost različite talasne dužine. Fluorescentni materijali igraju važnu ulogu u našem svakodnevnom životu, na primer u modernim ekranima. Zbog velike potražnje za primenama, nauka stalno nastoji da proizvede nove i lako dostupne molekule sa visokom efikasnošću fluorescencije. Hemičarka, profesorka Evamari Hej-Hokins sa Univerziteta u Lajpcigu i njene kolege specijalizovali su se za određenu klasu fluorescentnih materijala – fosfole.
Oni se sastoje od ugljovodoničnih okvira sa centralnim atomom fosfora. U eksperimentima sa ovom supstancom, Nils Konig iz Hei-Havkinsove radne grupe je pronašao pristup novim fluorescentnim materijalima. On je sada objavio svoje nalaze u časopisu Chemical Science.
„Fosfoli se mogu modifikovati određenim hemijskim reakcijama, što ima veliki uticaj na boju i efikasnost fluorescencije molekula. Još jedna posebna karakteristika ovih supstanci je njihova struktura nalik propeleru“, objašnjava Kenig. Kada se ovi molekuli rastvore u rastvaraču i izlože UV svetlu, oni ne fluoresciraju. Apsorbovana energija se oslobađa u obliku rotacionog kretanja, uzrokujući da se molekuli okreću kao propeler u rastvaraču. U kristalnom stanju, međutim, sposobnost rotacije je ozbiljno ograničena, što čini da supstance snažno fluoresciraju pod UV svetlom. Ovo ponašanje je poznato kao emisija izazvana agregacijom (AIE).
U nedavno objavljenom radu, Nils Kenig i njegove kolege demonstrirali su novu reakciju na fosfole zasnovane na AIE, što je omogućilo pristup novoj klasi supstanci. Fosfoli se mogu modifikovati u blagim uslovima pomoću izocijanata, reaktivne klase supstanci koje se sastoje od elemenata azota, kiseonika i ugljenika, koji su jeftini i široko dostupni zbog njihove industrijske primene u oblasti polimera i biohemije. Ovu reakciju, koja izgleda da je u suprotnosti sa klasičnom organskom hemijom, karakterišu visoki prinosi i odlična ekonomičnost atoma.
Optička svojstva novih supstanci su istraživana u saradnji sa Institutom za površinsko inženjerstvo (IOM) u Lajpcigu, kao i Centrom za nanotehnologiju (CeNTech) i Univerzitetom u Minsteru (VVU). Ispostavilo se da je jednostavna modifikacija značajno povećala efikasnost fluorescencije u poređenju sa originalnim supstancama. To je zbog formiranja jedinstvene interakcije između delova molekularnog okvira, što značajno jača molekul u čvrstom stanju i dovodi do jače fluorescencije. Nova metoda modifikacije stoga daje veliki doprinos razumevanju koncepta AIE i može poslužiti kao alat za sintetizovanje efikasnih novih boja za ekrane ili kao markeri za biomolekule.
