La luminescence de conversion ascendante (UC) est un processus qui convertit les photons de faible énergie en photons de plus haute énergie avec des applications prometteuses dans divers domaines. Cependant, les mécanismes connus de CU se concentrent principalement sur les processus de transfert d'énergie entre les ions métalliques, tandis que le rôle des ligands organiques doit être exploré.
Les assemblages lanthanides-organiques construits par assemblage de coordination ont attiré une grande attention en chimie supramoléculaire en raison de leurs larges applications dans la détection, la bioimagerie et le théranostic du cancer. Cependant, limité par le transfert d'énergie à longue distance du sensibilisateur et de l'activateur, obtenir une UC dans des assemblages lanthanides-organiques à plusieurs composants est très difficile.
Dans une étude publiée dans le Journal of American Chemical Society , le groupe de recherche dirigé par le professeur Sun Qingfu de l'Institut de recherche du Fujian sur la structure de la matière de l'Académie chinoise des sciences a proposé une UC supramoléculaire médiée par des multimères excités sur des assemblages organiques de lanthanides à plusieurs composants.
Les chercheurs ont découvert qu'une variation subtile des substituants périphériques du ligand induisait un contrôle de la stéréoconfiguration centrée sur le métal et donnait naissance à deux Ln8 topologiques. L12 -type (Ln pour ion lanthanide ; L pour ligand organique L1 ou L2 R/S ) complexes lanthanides-organiques. La résonance magnétique nucléaire, la spectrométrie de masse à temps de vol par ionisation par électrospray et la cristallographie aux rayons X ont confirmé la formation de Ln rhomboédrique8 (L1 )12 et octaédrique Ln8 (L2 R/S )12 .
Des études photophysiques sur les assemblages lanthanides-organiques ont montré une Eu 3+ sensibilisée très efficace. , Sm 3+ , et Yb 3+ pour le Ln8 homométallique L12 grâce à l’effet d’antenne traditionnel. Les assemblages supramoléculaires de lanthanides organiques de cette structure pseudo-cubique ont présenté un exemple rare d'états multimères excités induits par l'assemblage en supprimant l'orientation et les vibrations intramoléculaires.
Malgré les grandes distances Ln···Ln (> 1,4 nm) dans les complexes, le Yb8 (L2 )12 L'assemblage a montré une fluorescence verte multimère convertie sans précédent (500 nm) sous une excitation de 980 nm. Une dépendance quadratique de l'intensité de l'UC sur la densité de puissance du laser coïncide avec le mécanisme attendu de l'UC à deux photons. De plus, les énergies des états multimères excités peuvent être transférées vers l'Eu 3+ partiellement dopé. ions hétérométalliques (Yb/Eu)8 L12 assemblages, réalisant les émissions rouges converties de l'UE 3+ via une sensibilisation coopérative médiée par un multimère excité.
Les chercheurs n'ont observé aucun Eu 3+ détectable. -émission UC centrée dans des mélanges post-assemblage de 7 équivalents de Yb8 L12 et 1 équivalent d'Eu8 L12 sous excitation à 980 nm, confirmant que le Yb 3+ → UE 3+ le transfert d'énergie est un processus UC intramoléculaire plutôt qu'intermoléculaire.
Cette étude fournit une nouvelle stratégie pour la conception de matériaux UC, qui est cruciale pour exploiter les photofonctions des complexes organiques de lanthanides à plusieurs composants.
Plus d'informations : Xiao-Fang Duan et al, Conversion ascendante supramoléculaire à médiation multimère excitée sur des assemblages lanthanides-organiques multicomposants, Journal of the American Chemical Society (2023). DOI : 10.1021/jacs.3c06775
Informations sur le journal : Journal de l'American Chemical Society
Fourni par l'Académie chinoise des sciences
