Según un nuevo estudio publicado por investigadores químicos en la revista Chem, al formular tintes fluorescentes cargados positivamente en una nueva clase de materiales llamados celosías de aislamiento iónico de moléculas pequeñas (SMILES), el brillo de un compuesto se puede transferir sin problemas a un estado sólido y cristalino.

El avance supera una barrera para el desarrollo de sólidos fluorescentes, lo que da como resultado los materiales más brillantes conocidos hasta la fecha.

Sólidos fluorescentes

Si bien actualmente hay más de 100.000 tintes fluorescentes diferentes disponibles, casi ninguno de estos se puede mezclar y combinar de manera predecible para crear materiales ópticos sólidos. Los tintes tienden a 'apagarse' cuando entran en un estado sólido debido a cómo se comportan cuando se empaquetan muy juntos, disminuyendo la intensidad de su fluorescencia para producir un brillo más tenue.

Para superar este problema, se ha mezclado un tinte de color con una solución incolora de cianoestrella, una molécula de macrociclo en forma de estrella que evita que las moléculas fluorescentes interactúen a medida que la mezcla se solidifica, manteniendo intactas sus propiedades ópticas.

A medida que la mezcla se convirtió en un sólido, se formaron SMILES, que luego los investigadores convirtieron en cristales, precipitaron en polvos secos y finalmente se hilaron en una película delgada o se incorporaron directamente en polímeros. Dado que los macrociclos de cianoestrellas forman bloques de construcción que generan un tablero de ajedrez en forma de celosía, los investigadores podrían simplemente conectar un tinte en la celosía y, sin más ajustes, la estructura tomaría su color y apariencia.

Según Amar Flood, químico de la Universidad de Indiana y coautor principal del estudio, junto con Bo Laursen, de la Universidad de Copenhague:

Estos materiales tienen aplicaciones potenciales en cualquier tecnología que necesite fluorescencia brillante o requiera diseñar propiedades ópticas, incluida la recolección de energía solar, bioimágenes y láseres.

Más allá de estas, existen aplicaciones interesantes que incluyen la conversión ascendente de luz para capturar una mayor parte del espectro solar en las células solares, materiales de conmutación de luz utilizados para el almacenamiento de información y vidrio fotocrómico, y luminiscencia polarizada circularmente que se puede utilizar en la tecnología de visualización 3-D.

El químico inglés William Henry Perkin, en 1856, accidentalmente, mezcló anilina y dicromato potásico, una mezcla que aparentemente carecía de valor.

Sin embargo, Perkin se fijó en un destello purpúreo en la mezcla y añadió alcohol, que disolvió la mezcla y dejó una sustancia de color púrpura que era capaz de teñir excelentemente la seda. Enseguida vio que allí podía haber un buen negocio.

Malva

Como en otros grandes casos de serendipia en la historia de la ciencia, este descubrimiento no fue pura casualidad. Aunque el azar jugó un papel importante, resultó más relevante la actitud observadora de Perkin, que supo ver más allá de un resultado decepcionante.

Perkin, de solo dieciocho años, abandonó sus estudios y patentó el producto. Con la ayuda de todos los recursos de su familia, construyó una fábrica de tintes y empezó a producir lo que Perkin llamó púrpura de anilina.

Los tintoreros franceses enseguida usaron masivamente este nuevo tinte, cuyo color bautizaron como malva.

El tinte alcanzó tales cotas de popularidad que este periodo es conocido por los historiadores como "década del malva", inaugurando también una gran industria de tintes sintéticos y estimulando, paralelamente, la expansión de la síntesis de la química orgánica.

Perkin se convirtió en empresario de éxito y en visionario de los negocios, ya que no solo realizó el descubrimiento y lo patentó, sino que también organizó la fábrica, obtuvo el capital necesario, realizó labores comerciales y de venta, así como diversas mejoras técnicas en el proceso industrial.

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A los 21 años, ya era millonario. En medio de la Revolución industrial, Perkin había creado una nueva industria: la química.

En los años siguientes William Henry Perkin desarrolló una gran variedad de tintes sintéticos y también diversificó su producción con perfumes, a la vez que se convirtió en una persona popular en el mundo de la moda por su aportación a los colores en los tejidos. Ya siendo célebre y rico, Perkin pronunció una conferencia sobre tintes en la Sociedad de Química de Londres.

En el auditorio, por cierto, se encontraba nada menos que un septuagenario Michael Faraday.

Un equipo de investigadores de la Universidad de Queensland, en Estados Unidos, ha conseguido desarrollar un panel solar que, a partir de un tinte transparente, permite reducir el gasto energético de una construcción, y que puede incluso generar energía.

Estos paneles solares se basan en una tecnología denominada fotosíntesis artificial, (en analogía con la clorofila), ya que el tinte absorbe la luz y produce electricidad.

Los paneles están compuestos de un electrolito, una capa de titania, pigmento usado en la pasta de dientes, y tinte de rutenio, situado entre dos capas de vidrio. La luz solar que incide sobre el tinte excita los electrones, que son absorbidos por la titania y luego convertidos en corriente eléctrica.

Estos paneles son más baratos que los de silicio, ya que requieren de materiales tan caros como éstos. Además supondrán un paso adelante para lograr el paradigma de lavivienda sostenible, y su aplicación resultaría muy interesante en rascacielos. Se espera que estén listos para su comercialización en los próximos dos años, estando disponibles en distintos colores de tinte: rosa, azul, verde o gris.

Vía |ERenovable Más información | Inhabitat En Genciencia | Cambio de paradigma en la edificación: Vivienda sostenible