Łatwe łączenie klastrów metali i ciekłych kryształów
Ciekłe kryształy składają się z cząsteczek w fazie materii między krystalicznym stanem stałym a izotropowym stanem ciekłym. Powszechnie wykorzystywane w monitorach ciekłokrystalicznych materiały te są stopniowo zastępowane przez organiczne diody LED, które zużywają mniej energii. Dalsze ulepszenia można uzyskać, zastępując amorficzne emitujące światło związki organiczne stabilnymi nieorganicznymi fosforami (materiałami fosforyzującymi) posiadającymi właściwości ciekłokrystaliczne. Materiały ciekłokrystaliczne są łatwe w obróbce i potrafią spontanicznie się samoorganizować na dużej powierzchni. Pierwsze doniesienia o ciekłych kryształach zawierających klastry metali przejściowych (klastomezogeny) opublikowano zaledwie kilka lat temu, a od tego czasu zainteresowanie tą dziedziną gwałtownie rośnie. Uczestnicy finansowanego ze środków UE projektu LH-NAN-LC (Luminescent hybrid nanomaterial showing liquid crystalline properties) postanowili wprowadzić jasnoczerwony nieorganiczny emiter bliskiej podczerwieni (NIR) do matrycy ciekłokrystalicznej. Naukowcy wybrali jako rusztowania ośmiościenne klastry jednonanometrowe oparte na molibdenie lub renie ze względu na ich doskonałą luminescencję. Przygotowuje się je przy pomocy chemii ciała stałego, a po roztworzeniu i funkcjonalizacji z użyciem odpowiednich cząsteczek organicznych mogą one dostarczać hybrydowych nanomateriałów o zdolności do samoorganizacji. Klastomezogeny uzyskuje się najczęściej poprzez wszczepianie mezogenowych promotorów na powierzchni nieorganicznych obiektów lub poprzez zastępowanie nieorganicznych przeciwkationów funkcjonalnymi organicznymi przeciwkationami posiadającymi promotory ciekłokrystaliczne. W ramach projektu LH-NAN-LC opracowano innowacyjną i prostą alternatywną metodę, która wykorzystuje formowanie się kompleksów gość-gospodarz i oddziaływania elektrostatyczne. Jego użyteczność sprawdzono w racjonalnym projektowaniu struktury w celu uzyskania żądanych właściwości w nowej klasie materiałów ciekłokrystalicznych. Przy pomocy różnych zaawansowanych technik zespół potwierdził możliwość wytwarzania luminescencyjnych nitkowatych lub dyskotycznych (rodzaje ciekłych kryształów) hybrydowych materiałów ciekłokrystalicznych. Nitkowata faza ciekłych kryształów jest najważniejsza dla praktycznych zastosowań, dlatego materiały hybrydowe LH-NAN-LC mają ogromny potencjał w zakresie zastosowania w systemach wymagających stabilnej głębokiej czerwieni lub czerwieni i NIR. Oparte na wiedzy projektowanie i synteza powinny przyczynić się do przyspieszenia rozwoju klastomezogenów na potrzeby szeregu nowatorskich zastosowań w optyce, elektronice, biologii, energetyce i medycynie.
