Создана молекула, работающая одновременно в экранах и медицинских приборах

Исследовательская группа Университета Кюсю разработала первую в мире органическую молекулу CzTRZCN, способную эффективно выполнять две противоположные оптические функции. Молекула демонстрирует как высокую эффективность светоизлучения для OLED-технологий, так и мощные светопоглощающие свойства для медицинской визуализации глубоких тканей.

CzTRZCN объединяет термически активируемую замедленную флуоресценцию (TADF) и двухфотонное поглощение (2PA) — свойства, которые ранее считались несовместимыми в одной молекулярной структуре. Ключом к этому достижению стала уникальная архитектура молекулы, включающая богатый электронами карбазольный фрагмент и триазиновое ядро с дефицитом электронов, дополненные цианогруппами.

При тестировании в OLED-устройствах молекула продемонстрировала внешнюю квантовую эффективность 13,5% — рекордный показатель для триазиновых TADF-материалов. Одновременно CzTRZCN показала высокое поперечное сечение двухфотонного поглощения, что делает её идеальной для применения в медицинской визуализации.

Особенность молекулы заключается в её способности «переключаться» между двумя режимами работы. Во время поглощения света CzTRZCN сохраняет достаточное перекрытие электронных орбиталей для эффективного двухфотонного поглощения. После возбуждения молекула изменяет свою структуру, разделяя орбитали, что активирует механизм TADF для эффективного излучения.

Отсутствие металлов в составе и низкая токсичность делают CzTRZCN биосовместимой, что критически важно для применения в медицине. Профессор Юхэй Титосэ, руководитель исследования, отметил особую перспективность материала для флуоресцентной микроскопии с временным разрешением.

Исследователи планируют расширить диапазон длин волн излучения молекулы и сотрудничать со специалистами в области биомедицинской инженерии для создания практических приложений. Потенциальные области применения включают визуализацию тканей in vivo, носимые биодатчики и дисплеи следующего поколения.

Разработка представляет собой прорыв в создании многофункциональных органических материалов и может стать основой для новых устройств, объединяющих потребительскую электронику и медицинскую диагностику в единых технологических решениях.

Источник: Interestingeng Iineering