Or, dans une étude récemment publiée dans Angewandte Chemie International Edition , des chercheurs de l'Université d'Osaka et des partenaires collaborateurs ont développé une molécule de borane qui présente une émission de lumière inhabituelle lors de sa liaison au fluorure. L'incorporation de leur molécule dans du plastique courant est simple, ce qui donne lieu à des matériaux polyvalents pour les applications d'affichage électronique et de détection chimique.

Une classe de molécules appelées triarylboranes (TAB) possède des propriétés photochimiques utiles en optique. Par exemple, lors de la liaison à un anion tel que le fluorure, la perturbation de la structure électronique du TAB a souvent deux effets sur l'émission de lumière :elle raccourcit la longueur d'onde (décalage vers le bleu) et réduit l'intensité (réponse de désactivation).

L'allongement de la longueur d'onde d'émission (décalage vers le rouge) est presque sans précédent car les principes de conception correspondants ne sont pas disponibles. Développer une nouvelle classe de TAB qui présente une réponse de détection décalée vers le rouge et peut être facilement incorporée dans l'électronique plastique et des technologies similaires est le problème que les chercheurs voulaient résoudre.

"Notre capteur à base de borane présente une réponse décalée vers le rouge lors de la liaison à un anion tel que le fluorure", explique Nae Aota, auteur principal de l'étude. "Notre méthode est basée sur la réduction du déficit d'énergie orbital de la molécule dans l'état fondamental et sur l'amélioration du transfert de charge dans l'état excité en inversant le rôle du TAB d'accepteur électronique à donneur."

L'un des points forts des travaux des chercheurs est l'incorporation facile d'un fluorure de TAB dans des films polymères de polystyrène et de poly(méthacrylate de méthyle). La matrice polymère n’a pas altéré l’émission lumineuse décalée vers le rouge. En fait, un film présentait une lumière blanche et chaude, une propriété très recherchée qui imite la lumière du soleil. De plus, la couleur de l'émission lumineuse était finement réglable en ajustant simplement la quantité de fluorure ajoutée.

"Nous sommes enthousiasmés par la polyvalence de nos films minces", déclare Youhei Takeda, auteur principal. "Nous pouvons utiliser la bipolarité du phénazaboride pour préparer des films plastiques allant du bleu au proche infrarouge pour les écrans et la détection ultra-sensible des anions."

Ce travail constitue une avancée importante dans les technologies d’affichage électronique. De plus, en ajustant la sélectivité du TAB sur la liaison des anions (c'est-à-dire en détectant un seul type d'anion même en présence d'autres anions potentiellement concurrents), les applications aux technologies de détection très recherchées seront simples.