Chinese wetenschappers hebben koper-jodiumclustermoleculen omgezet in geaggregeerde, zeer lichtgevende nanostructuren voor gebruik in light-emitting diodes (LED's). De solid-state assemblages gemaakt van complexen van het koper-jodiumcluster met fosfor-organische verbindingen als liganden zijn gemakkelijk te bereiden, goedkoop, en kan licht in vele kleuren uitstralen, ze rapporteren in het journaal Angewandte Chemie . De nanoaggregaten kunnen worden gebruikt als lichtgevende inkten voor onzichtbare schilderijen en kleurcoatings voor LED's.

Luminescentie is lichtemissie veroorzaakt door een vorm van energie, die chemisch kan zijn, elektrisch, of straling. Voor een lange tijd, wetenschappers dachten dat aggregatie schadelijk zou zijn voor luminescentie. Maar bij sommige stoffen aggregatie kan nuttig zijn, onderzoekers rapporteerden voor het eerst in 2001 toen ze merkten dat conformationele veranderingen een zwakke luminofoor in een sterke emitter veranderden. Vanaf dat moment, het onderzoek naar de zogenaamde aggregatie-geïnduceerde emissie (AIE) verbindingen is snel gegroeid. Een van de redenen:in praktijktoepassingen zoals lichtgevende coatings en inkten, de pigmenten nemen gewoonlijk een geaggregeerde toestand aan.

Het team onder leiding van Hong-Bin Yao aan de Universiteit voor Wetenschap en Technologie van China in Hefei, China, verkent de bereidingsroutes naar AIE-verbindingen, met als doel om op grotere schaal en zonder groot budget inkt te bereiden. Een stabiel cluster van koper en jodium trok hun aandacht. In combinatie met gewone fosfineliganden, van dit cluster was bekend dat het sterke luminescentie vertoonde in zijn geaggregeerde toestand, het typische AIE-fenomeen. Maar een betrouwbare manier om in die staat te komen, laat staan ​​toepassingen, werden niet gemeld.

Om de AIE-zender voor te bereiden, de uitgangsverbinding moet als enkelvoudig aanwezig zijn, oplosbaar molecuul, dan wordt het geassembleerd en veranderd in iets nanoparticulair en onoplosbaar. De auteurs hebben het probleem aangepakt door een emulgerend-demulgerend proces toe te passen. Door het niet-emitterende complex opgelost in een organisch oplosmiddel te schudden met een oppervlakteactieve stof, ze slaagden erin om de koper-jodium hybride clusters in kleine druppeltjes op te sluiten om op een eenvoudige maar effectieve manier AIE-actieve nanoaggregaten te verkrijgen.

De methode heeft nog een ander voordeel:bij het verwisselen van de liganden van het complex, de kleuren veranderden. De wetenschappers vervingen het fosforligand door een set stikstofbevattende liganden en verkregen een prachtige reeks lichtgevende inkten in kleuren variërend van oranje tot blauw. Waarmee ze duidelijk genoten van schilderen:met behulp van hun waterige inkten die oplichten in oranje, geel, en hemelsblauw, ze transformeerden een zwart-wit schets van een onderwaterwereld in een sfeervolle, prachtige aquarel die alleen zichtbaar is onder UV-licht.

Niet alleen inkten voor schilderijen, maar ook kleurcoatings voor LED-lampen werden voorbereid. Normaal gesproken, wit LED-licht is moeilijk te realiseren. Hier, de onderzoekers bedekten blauwe LED-bronnen met gele lichtgevende koper-jodiumhybriden en zagen dat de LED-emissie wit werd. Echter, nog enkele aanpassingen nodig om de efficiëntie te verhogen, gaven de auteurs toe.