В прошлое десятилетие метод фотона upconversion, который использует уничтожение тройки тройки (TTA) органических молекул, привлек внимание, потому что это – в настоящее время единственный метод, применимый к слабому свету, такому как солнечный свет. В этом методе объединены два вида органических молекул или хромофоров, sensitizer и эмитента. sensitizer поглотит фотон и преобразует его в его взволнованное государство тройки. Энергия возбуждения тогда передана эмитенту.
Когда два эмитента, у которых есть энергия возбуждения, столкнутся, каждый преобразует в ее самое низкое взволнованное синглетное состояние и выпустит upconverted фотон, который может быть получен для энергетического преобразования.В то время как много исследований в фотон upconversion были выполнены в органических растворителях, их практическое применение ограничено из-за высоких давлений пара, токсичности пара, воспламеняемости и отсутствия термической устойчивости растворяющих смесей. Многократные подходы были предложены до сих пор, чтобы преодолеть эти ограничения, включая использование вязких жидких СМИ как ионные жидкости, у которых есть низкие давления пара и высокая термическая устойчивость.
Ионические жидкости также ограничены в практичности, однако, из-за относительно высокой стоимости стартовых материалов и синтетических процессов, а также их бедной способности к разложению микроорганизмами.Чтобы существенно решить эти предыдущие проблемы, ученые из Токийского технологического института развивали фотон TTA upconversion использование нового класса жидкостей, известных как глубокие евтектические растворители (DESs). DESs – потенциальная альтернатива ионным жидкостям, потому что они обладают желательными свойствами, подобными тем из ионных жидкостей, и могут быть созданы посредством простого смешивания двух веществ, дарителя с водородными связями и получателя с водородными связями, без потребности в синтетических процессах. Стартовые вещества для поколения DESs также обычно намного более дешевые, более безопасные, и более биоразлагаемые, чем необходимые для создания ионных жидкостей, делая их идеальной альтернативой.
Фотографии используемого DESs и фотон upconverters развитый показывают по сопровождающему изображению. Подготовленный DES был оптически прозрачен и бесцветен и использовался в качестве растворителя для хромофоров эмитента и sensitizer. Фотографии фотона upconverter развитый показывают в праве на изображение. Образец преобразовывает слабый зеленый свет инцидента (длина волны: 532 нм; власть: 2-3 мВт) в синюю эмиссию (длина волны: ~440 нм).
Ожидаемая высокая термическая устойчивость была подтверждена отсутствием воспламенения и кипятящийся во время воздействия пламени горелки в течение 1 минуты.В частности, фотон upconversion квантовый урожай образцов достиг 0.21 (где максимальный квантовый урожай определен как 0,5; один фотон более высокой энергии создан при помощи двух фотонов более низкой энергии в максимуме в фотоне upconversion). Это соответствует upconversion квантовой эффективности 42% (чей максимум определен как 100%). Это – относительно высокая эффективность.
В целом, ученые развивали новую материальную платформу для фотона TTA upconversion использование более дешевого, менее токсичного, и тепло стабильного DESs. Этот успех считают как важный ориентир для реализации практического применения фотона upconversion технологией.