«Большинство материалов MCL генерируют два цвета, переключаясь между стабильным состоянием и одним метастабильным состоянием. Для реализации многоцветного MCL необходимо больше метастабильных состояний», — объясняют профессора Юхей Такеда и Сатоши Минаката с факультета прикладной химии Высшей школы инженерии. Осакского университета.
Чтобы создать эти состояния, группа химиков во главе с Такедой и Минакатой разработала новую молекулу, применив в качестве донора конформационно-переключаемый фенотиазин (PTZ).«Используя перспективный и уникальный акцептор, дибензофеназин (DBPHZ), который мы ранее разработали, мы создали триаду PTZ-DBPHZ-PTZ», — сказал Такеда. «В этой структуре PTZ-фрагмент может принимать два различных конформера, что, следовательно, в принципе создает в общей сложности четыре метастабильных состояния в целом молекуле».В ответ на нагревание, дымообразование и измельчение молекула меняла свой цвет с желтого, красного и оранжевого.
Команда обнаружила, что три цвета происходят от разных конформеров, в которых каждый PTZ принимает либо экваториальную, либо осевую конформацию относительно ядра DBPHZ.«Для красного оба устройства PTZ имеют экваториально-экваториальный конформер, для оранжевого PTZ имеет экваториально-осевой конформер, а для желтого PTZ имеет аксиально-осевой конформер».Большинство OLED-устройств с высокой эффективностью преобразования энергии зависят от дорогих драгоценных металлов. С другой стороны, светоизлучающие устройства TADF могут достигать такой же или большей эффективности при гораздо более низких затратах, поэтому они приобрели популярность при разработке дисплеев в повседневной электронике, такой как смартфоны.
В сотрудничестве с группой физиков Даремского университета, Великобритания, во главе с доктором Дейтом и профессором Монкманом, они успешно создали высокоэффективные OLED-устройства, применив недавно разработанную молекулу MCL-TADF в качестве излучающего материала. Включение триады PTZ-DBPHZ-PTZ в светоизлучающее устройство привело к эффективности, в три раза превышающей теоретический максимум обычных флуоресцентных материалов.
Такеда говорит, что «наша молекула может стать основой для эффективных светоизлучающих устройств и датчиков, чувствительных к давлению и температуре».