Ein von der Universität Osaka geleitetes Forschungsteam hat entdeckt, dass das neue organische Molekül Thienyldiketon eine hocheffiziente Phosphoreszenz aufweist. Es erreicht eine Phosphoreszenz, die mehr als zehnmal schneller ist als bei herkömmlichen Materialien, sodass das Team diesen Mechanismus aufklären konnte.
Das Papier ist veröffentlicht im Journal Chemische Wissenschaft.
Phosphoreszenz ist eine wertvolle optische Funktion, die in Anwendungen wie organischen EL-Displays (OLEDs) und der Krebsdiagnostik eingesetzt wird. Bislang war es eine große Herausforderung, hocheffiziente Phosphoreszenz ohne den Einsatz seltener Metalle wie Iridium und Platin zu erreichen. Phosphoreszenz, die auftritt, wenn ein Molekül von einem energiereichen in einen energiearmen Zustand übergeht, steht oft in Konkurrenz zu nicht-strahlenden Prozessen, bei denen das Molekül Energie in Form von Wärme verliert.
Dieser Wettbewerb kann zu langsamer Phosphoreszenz und geringerer Effizienz führen. Während frühere Forschungen darauf hindeuteten, dass die Einbeziehung bestimmter Strukturelemente in organische Moleküle die Phosphoreszenz beschleunigen könnte, konnten diese Bemühungen nicht mit der Geschwindigkeit und Effizienz von Materialien auf Basis seltener Metalle mithalten.
Der Durchbruch des Forschungsteams mit dem neuen organischen Molekül Thienyldiketon stellt einen bedeutenden Fortschritt auf diesem Gebiet dar. Yosuke Tani, leitender Autor der Studie, bemerkte: „Wir haben dieses Molekül zufällig entdeckt und zunächst nicht verstanden, warum es eine so überlegene Leistung zeigte. Im Laufe unserer Forschung begannen wir jedoch, die Teile zusammenzufügen und unser Verständnis zu vertiefen.“
„Unsere Forschung hat zu einem besseren Verständnis des Mechanismus geführt, der hinter der Leistung dieses Moleküls steht, als jedes bisherige organische phosphoreszierende Material“, erklärt Dr. Tani. „Trotzdem glauben wir, dass es noch viel zu erforschen gibt, und wir sind gespannt auf seine potenziellen Anwendungen.“
Diese Forschung liefert neue Designrichtlinien für die Entwicklung organischer phosphoreszierender Materialien, die nicht auf seltenen Metallen basieren und das Potenzial haben, diese Materialien in verschiedenen Anwendungen zu übertreffen und zu ersetzen. Die Ergebnisse versprechen unter anderem in den Bereichen OLEDs, Beleuchtung und medizinische Diagnostik erhebliche Fortschritte.
Mehr Informationen:
Yosuke Tani et al, Schnelle, effiziente, schmalbandige Phosphoreszenz bei Raumtemperatur von metallfreien 1,2-Diketonen: Rationales Design und Mechanismus, Chemische Wissenschaft (2024). DOI: 10.1039/D4SC02841D