Barwniki bliskiej podczerwieni (NIR) i ESIPT Daniel T. Gryko Chemia koloru cz.8 Barwniki bliskiej podczerwieni (NIR) i ESIPT Daniel T. Gryko

Plan wykładu Barwniki NIR Struktura i synteza Zastosowanie Wewnątrzcząsteczkowe przeniesienie protonu w stanie wzbudzonym (ESIPT)

Typy barwników NIR Ftalocyjaniny Kompleksy metali Polimetinowe Trifenylometinowe Chinonowe Azowe Inne

Ftalocyjaniny λabs = 884 nm λabs = 765 nm Bardzo trwałe Problem z rozpuszczalnością

Kompleksy λabs = 1000 nm log ε ~ 4 Singlet oxygen quenching ksero

Polimetinowe 100 nm na jednostkę winylową Słaba stabilność dla dłuższych łańcuchów Słaba fluorescencja n = 0 λabs = 610 nm n = 1 λabs = 693 nm n = 2 λabs = 790 nm n = 3 λabs = 883 nm λabs = 759 nm

Polimetinowe - struktura λabs = 800 nm λabs = 800 nm, log ε = 4.66 λabs = 1130 nm

Struktura i synteza Squarylium dyes λabs = 766 nm

Trifenylometinowe Arylheteroaryl CH=CH 70-100 nm Przesunięcie batochromowe Azot w pozycji mezo Grupa el.-akceptorowa w poz. mezo

Trifenylometinowe λabs = 920 nm, log ε = 4.29 λabs = 800 nm, log ε = 5 λabs = 732 nm, ε = 19 tys.

Chinonowe λabs = 774 nm λabs = 650 nm λabs = 769 nm

Azowe λabs = 710 nm, log ε = 4.33 λabs = 700 nm, log ε = 4.83

Inne λabs = 850 nm λabs = 836 nm, log ε = 4.74 λabs ~ 700 nm

Inne λabs = 1290 nm λabs = 703 nm, ε = 14300 λabs = 746 nm

Rodniki itd.. λabs = 860 nm λabs = 1090 nm, log ε = 5.0 λabs = 724 nm

Zastosowania Dyski optyczne Materiały chroniace przed nagrzewaniem Agricultural films Ksero Fotografia w podczerwieni Security printing Niewidzialne kody kreskowe NIR-PDT

WORM WORM (write once read many) Laser diodowy (półprzewodnikowy arsenowo-galowy) 780-840 nm (1984 r.) – nowy rynek b. CD-R 780-830 nm DVD-R 630-650 nm Laser czytający (mała int.) Laser piszący Laser piszący

DRAW, WORM... 1977, Phillips Taiyo-Yuden, 1988, CD-R, NIR 1999 r, 70 mln dysków Zwiększenie fotostabilności poprzez wygaszanie tlenu singletowego

Dyski BLU-Ray Laser 405 nm (fioletowo-niebieskie światło) Blue laser diodes - Shuji Nakamura (Nichia Chemical Industries) GaN półprzewodnikowy Blu-ray Disc Association

Dyski BLU-Ray Kilka razy większa pojemność (do 50 GB) Dlaczego więcej informacji? Rozmiar plamki (zależy od długości fali i optyki) Laser może byś skupione na mniejszej plamce (580 nm)

Materiały chroniące przed nagrzewaniem Energia słoneczna to 3% (UV) + 43% (400-700 nm) + 54% (700-1800 nm) Promieniowanie podczerwone jest ekwiwalentem ciepła Materiał chroniący przed ciepłem – matryca z polimerów + barwnik NIR Okna, budki telefoniczne

Fotografia w podczerwieni Halogenki srebra nie absorbują promieniowania podczerwonego Fotouczulacze – światło zielone, czerwone i NIR Zaabsorbowane na powierzchni mikrokryształów, wstrzykują elektrony w pasmo przewodzące Poza 1300 nm

ESIPT ESIPT – excited state intramolecular proton transfer (wewnątrzcząsteczkowe przeniesienie protonu w stanie wzbudzonym) 1947 r., Terenin – pierwsza wzmianka o podwójnej fluorescencji wynikłej z ESIPT 1950 r., Forster, pierwsza publikacja

ESIPT ESPT Excited-state proton transfer (przeniesienie protonu w stanie wzbudzonym). Wewnątrzcząsteczkowe ESIPT Międzycząsteczkowe Podwójne (ESDPT) Wewnątrzcząsteczkowe

ESIPT O co chodzi? - Schematyczna reprezentacja

ESIPT Struktury

ESIPT - benzochinoliny Chou - Chem.Commun.,2006, 4395-4397

ESIPT 3,3’-dihydroksy-2,2’-bipirydyl ESDPT Przes. Stokesa ~ 10000 cm-1

ESIPT - GFP o-HBDI p-HBDI

ESIPT - zastosowania Sensory w badaniach komórek Sensory na kationy Scyntylacyjny licznik promieniowania OLED Barwniki laserowe