Дендримеры – это полимеры, которые вырастают из ядра за счет добавления небольших молекул с образованием протяженных ветвей, что объясняет их название, происходящее от греческого слова, обозначающего дерево. Дендримеры обладают множеством преимуществ, которые делают их интересными люминесцентными материалами. Они хорошо растворимы, что позволяет легко включать их в системы; они имеют высокий квантовый выход, а это означает, что вы снова получаете много света, который снова вводите; они хорошо собирают свет; и они, как правило, демонстрируют относительно низкие потери люминесценции при конденсации в твердое тело.
Исследователи создали семейство дендримеров, размер которых увеличивался по мере увеличения числа поколений, состоящих из карбазольных звеньев, образующих ветви вокруг высоко флуоресцентного ядра. Дендримеры образовывали стабильные монокристаллы даже после удаления растворителя, и их можно было проанализировать с помощью рентгеноструктурного анализа монокристаллов. Фактически, дендример третьего поколения с молекулярной массой 4600 Да является крупнейшим органическим дендримером, который когда-либо анализировался таким образом.
«Наши дендримеры состоят из двух основных частей», – объясняет автор исследования профессор Йохей Ямамото. "Ветви состоят из ароматических молекул, которые действуют как светособирающие антенны, собирая свет, состоящий из волн во многих разных плоскостях, что известно как неполяризованный свет. Затем этот свет передается на флуоресцентное ядро, структура которого приводит к генерации поляризованного света – света с волнами в одной плоскости."
Когда кристаллы дендримеров подвергались сильной оптической накачке – процессу, используемому для усиления сигнала в лазерных материалах – они производили усиленное спонтанное излучение и генерацию с небольшим повреждением структуры материала или оптических свойств.
«Семейство производимых нами дендримеров устраняет ряд проблем, которые препятствовали использованию свойств этих материалов. Поэтому мы ожидаем, что они внесут значительный вклад в разработку органических материалов для лазерной оптики », – говорит профессор Ямамото. «Прочные свойства и лазерное излучение кристаллов будут полезны для таких компонентов, как полноцветные оптические дисплеи и микрооптические схемы."