Des chercheurs de la Northwestern University ont mis au point un nouveau stratégie relativement simple pour concevoir des matériaux utilisés en imagerie de cellules vivantes, thérapie photodynamique pour le cancer et technologies de vision nocturne.

Pour ces applications, les scientifiques utilisent des matériaux spécialisés qui absorbent et émettent de la lumière proche infrarouge. Par rapport à la lumière visible, la lumière proche infrarouge peut pénétrer plus profondément dans les matériaux avec une diffusion moindre et provoquer des niveaux inférieurs de photodommage.

Pour développer ces matériaux, les chercheurs utilisent actuellement un procédé de synthèse chimique qui modifie la structure moléculaire. L'approche Northwestern n'a besoin que de co-cristalliser deux molécules différentes, une méthode pratique et efficace basée sur la chimie supramoléculaire.

"Notre travail simplifie le processus de production et jette les bases d'une application pratique, " a déclaré Fraser Stoddart de Northwestern, auteur principal de l'étude. "Cette stratégie intéressera les scientifiques travaillant dans un large éventail de disciplines, de la chimie à l'ingénierie des cristaux en passant par la science des matériaux."

L'article a été publié cette semaine dans la revue Communication Nature .

Stoddart est un chimiste lauréat du prix Nobel et membre du conseil d'administration du Weinberg College of Arts and Sciences de Northwestern. Yu Wang, un stagiaire postdoctoral au laboratoire de Stoddart, est le premier auteur de l'article.

La méthode de Northwestern fonctionne en tirant parti des transferts de charge entre deux molécules, dans lequel une molécule (un donneur) donne des électrons à une autre molécule (un accepteur). Les deux molécules peuvent former deux co-cristaux avec des rapports donneurs-accepteurs différents.

"Les deux co-cristaux assument des superstructures à l'état solide distinctes, morphologies cristallines et propriétés optiques, dans lequel l'un d'eux constitue un matériau unique qui présente simultanément une absorption à deux photons et une émission dans le proche infrarouge, ", a déclaré Wang. "Ce travail fournit une plate-forme idéale pour découvrir une relation superstructure-propriété et acquérir une compréhension plus approfondie de la conception des matériaux supramoléculaires."

L'étude, "Cocristaux organiques émissifs rouge foncé et proche infrarouge excités par deux photons, " a été soutenu par la National Science Foundation et le ministère de l'Énergie.