Unire cluster metallici e cristalli liquidi senza problemi
I cristalli liquidi sono composti da molecole in uno stato della materia intermedio tra un solido cristallino e di un liquido isotropo. Noti per il loro uso nei display a cristalli liquidi, questi materiali vengono lentamente sostituiti da diodi emettitori di luce organici che utilizzano meno energia per i display piatti a basso consumo. Ulteriori miglioramenti possono essere raggiunti sostituendo i composti organici amorfi che emettono luce con fosfori inorganici stabili (materiali fosforescenti) che hanno proprietà di cristalli liquidi. I materiali cristallini liquidi sono facili da elaborare e capaci di un auto-assemblaggio spontaneo su vaste aree. La prima segnalazione di cluster di cristalli liquidi contenenti cluster metallici di transizione (clustomesogeni) è stata pubblicata solo da pochi anni e al campo da allora è stata dedicata una fulminea crescita di attenzione. Il progetto finanziato dall’UE LH-NAN-LC (Luminescent hybrid nanomaterial showing liquid crystalline properties) ha deciso di introdurre un emettitore inorganico luminoso rosso vicino all’infrarosso (NIR) in una matrice di cristalli liquidi. Gli scienziati hanno scelto cluster ottaedrici nell’ordine dei nanometri basati su molibdeno o renio come scaffold grazie alla loro eccellente luminescenza. Sono preparati dalla chimica allo stato solido, ma una volta solubilizzati e funzionalizzati con molecole organiche adatte, possono produrre nanomateriali ibridi con funzionalità di auto-assemblaggio. I clustomesogeni sono tipicamente preparati mediante innesto di promotori mesogenici sulla superficie delle entità inorganiche o sostituendo i contro-cationi inorganici con quelli biologici funzionali che trasportano i promotori di cristalli liquidi. LH-NAN-LC ha sviluppato un’alternativa semplice e innovativa che sfrutta la formazione del complesso ospite e interazioni elettrostatiche. Gli scienziati hanno dimostrato la sua utilità nella progettazione razionale della struttura per ottenere le proprietà desiderate in una nuova classe di materiali liquidi cristallini. Utilizzando una numerose tecniche avanzate, il team ha confermato la produzione di materiali cristallini liquidi nematici o discotici (tipi di cristalli liquidi) luminescenti. Lo stato nematico dei cristalli liquidi è il più importante per le applicazioni, quindi i materiali ibridi LH-NAN-LC hanno un futuro brillante nei sistemi che richiedono emissioni stabili nel profondo rosso o rosso-NIR. La progettazione e la sintesi basate su conoscenza promettono di stimolare lo sviluppo del clustomesogeni su tutta la linea per nuove applicazioni in ottica, elettronica, energia, medicina e biologia.