Un futuro luminoso per i materiali ibridi
I clustomesogeni, di cui si è parlato per la prima volta nel 2010, mescolano cristalli liquidi (la cui unità fondamentale è un mesogene) e cluster ottaedrici di sei atomi di metallo (cluster M6). Gli scienziati finanziati dall'UE hanno fatto avanzare l'attuale stato dell'arte con una nuova lavorazione per superare difficoltà associate alla sintesi dei cluster di metallo attraverso il progetto MESOCLUST ("Luminescent liquid crystalline materials based on metal clusters"). I cristalli liquidi, materiali molecolari auto-assemblanti, si comportano in modo un po' a metà tra un liquido e un solido. Le molecole sono parzialmente ordinate in un cristallo ma più mobili come in un liquido. I cluster metallici sono gruppi di pochi atomi di metallo tenuti insieme da legami metallici che danno loro proprietà elettriche, ottiche e magnetiche non comuni. I clustomesogeni associano l'auto-assemblaggio dei cristalli liquidi all'alta luminescenza dei cluster nella regione dei rossi e degli infrarossi vicini. I cluster M6 dispensano una fotoluminescenza con un rendimento quantistico (che collega assorbimento ed emissione) che può raggiungere il 100 %. I composti sono cristalli liquidi per quanto riguarda il comportamento in un'ampia gamma di temperature il che li rende adatti a una varietà di applicazioni, tra cui le informazioni analitiche e i display. I ricercatori hanno sfruttato il legame covalente e l'auto-assemblaggio ionico per facilitare la combinazione di nanocluster M6 con l'ordine dei cristalli liquidi. I cluster originali erano fatti di molibdeno. Questa volta gli scienziati hanno impiegato molibdeno, tungsteno e renio. La chiave del successo è stata l'uso di leganti organici neutri per controllare il numero e la posizione dei gruppi di cristalli liquidi per la funzionalizzazione dei cluster M6. Il legame non ha avuto effetti sulle proprietà di emissione, mentre le funzionalità impartite sono state conservate per tutta la gamma di temperature. Diversi nuovi materiali sono stati usati come campioni per testare le proprietà elettro-ottiche e foto-fisiche. I risultati costituiscono una solida base per la correlazione tra la struttura chimica dei nuovi materiali ibridi e i loro comportamenti come cristalli liquidi. I clustomesogeni sono un'interessante nuova classe di materiali che associano la mobilità e l'auto-assemblaggio dei cristalli liquidi all'intensa luminescenza dei cluster di metalli. Anche se controllare la formazione dei legami e la struttura quando si lavora con cluster di sei atomi su nano scala è stato difficile dal punto di vista tecnico, gli scienziati di MESOCLUST ci sono riusciti con eleganza preparando il terreno allo studio di nuove combinazioni di materiali e allo sviluppo di applicazioni.
