開啟吸收近紅外光的紅外活性有機顏料
開啟紅外活性有機顏料
在光合作用和有機光伏發(fā)電中，色素分子將光轉(zhuǎn)化為電荷。一個化學(xué)家團隊現(xiàn)在已經(jīng)研究出一種不同尋常的有機顏料，這種顏料通過電荷“開啟”，成為一種可以吸收近紅外范圍內(nèi)光線的強效染料，該團隊的研究提出了在電物理材料研究、光伏和傳感器技術(shù)系統(tǒng)中的潛在應(yīng)用。
具有強烈色彩的帶電顏料主要是金屬基的。一個經(jīng)典的例子是鐵基柏林藍或普魯士藍，它是一種濃郁的深藍色，就它們的化學(xué)性質(zhì)而言，這種染料和顏料是對稱分子，一側(cè)的電荷高于另一側(cè)，兩側(cè)交換電子，分子吸收與這種能量交換相同波長的光。
具有類似強烈顏色的純有機顏料很少見，盡管如此，科學(xué)家們已經(jīng)開發(fā)出一種模塊化的有機分子系統(tǒng)，正是為了滿足這一要求，與金屬相比，有機材料具有易于改性的優(yōu)點，研究小組選擇以染料分子的模塊化結(jié)構(gòu)為目標(biāo)，以提供可定制的分子，這些分子可能具有多種不同的特性。
這種新分子的核心是由一種紅色熒光染料分子組成。然后，研究人員將一個由兩部分組成的“推拉”或“供體-受體”分子系統(tǒng)連接到該核心的兩側(cè)。這些系統(tǒng)能夠在特定條件下穩(wěn)定電荷。
在不帶電狀態(tài)下，顏料只是一種藍色染料分子。但是，當(dāng)施加電子電荷時，它展示了其全部功能。研究小組觀察到一個新的強烈的吸收帶，但不在可見光范圍內(nèi)。新染料在近紅外范圍內(nèi)吸收，即電磁光譜上可見光和熱輻射之間的過渡區(qū)域。
只有當(dāng)兩個供體-受體單元相互共振時，吸收才成為可能，研究小組表示：“兩個化學(xué)等效實體之間額外的自由電子洗牌，顯示了近紅外區(qū)域中的新電荷轉(zhuǎn)移峰” ，該分子已成為混合價化合物，具有與金屬基染料化合物相似的性質(zhì)。
這些電子可切換的有機顏料可能是基礎(chǔ)研究的極好模型物質(zhì)。它們可以用來幫助更好的理解電子轉(zhuǎn)移，例如在光合作用中發(fā)現(xiàn)的電子傳遞。除了作為研究輔助工具的潛力外，它們還可以用作光子器件中的有效電子傳輸材料，也適合作為分析電子躍遷的標(biāo)記物。
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