Nahinfrarotlicht, dessen Wellenlänge länger ist als das sichtbare Licht, ist unsichtbar und kann viele Substanzen durchdringen. Organische Materialien, die nahes Infrarotlicht effizient absorbieren, sind für technologische Innovationen, die nahes Infrarotlicht nutzen, von entscheidender Bedeutung, wie z. B. die Farbstoffe in den Infrarot-Sperrfiltern von Smartphone-Kameras und Sicherheitstinten. Diese und viele weitere technische Anwendungen machen die Entwicklung neuer Farbstoffe wünschenswert, die längere Wellenlängen von Licht im nahen Infrarot absorbieren können.
Bisher wurden im nahen Infrarot absorbierende organische Materialien als geschlossenschalige Moleküle ohne ungepaarte Elektronen behandelt. Eine gemeinsame Forschungsgruppe unter der Leitung von Affiliate Professor Takeshi Maeda, Assistant Professor Daisuke Sakamaki und Professor Hideki Fujiwara von der Osaka Metropolitan College entdeckte jedoch, dass im nahen Infrarot absorbierende Farbstoffe auf Oxocarbon-Foundation einen Zwischenzustand zwischen elektronischen Konfigurationen mit geschlossener und offener Schale aufweisen . Sie fanden auch heraus, dass mit zunehmender Wellenlänge des absorbierten Nahinfrarotlichts auch der Beitrag offenschaliger Formen im Farbstoff zunimmt.
„Wir haben die richtige elektronische Struktur von im nahen Infrarot absorbierenden Farbstoffen auf Oxokohlenstoffbasis aufgeklärt, die als reine Moleküle mit geschlossener Schale betrachtet werden. Wir hoffen, dass dies zu Fortschritten im molekularen Design, in den Eigenschaften, Funktionen und Anwendungen des nahen Infrarots führen wird absorbierender Farbstoffe und zur Entwicklung neuer, im nahen Infrarotbereich absorbierender organischer Materialien, die in der Gesellschaft verwendet werden“, schloss Professor Takeshi Maeda.
Die Ergebnisse wurden in veröffentlicht Chemische Wissenschaft am 16. Januar 2023 und wurde als 2023 Chemical Science HOT Article Assortment ausgewählt.
Weitere Autoren des Papiers sind: Doktorand Taishi Oka, Assistenzprofessor Naoya Suzuki, Professor Shigeyuki Yagi von der Osaka Metropolitan College, Dr. Kenji Kamada vom Nationwide Institute of Complicated Commercial Science and Generation und Herr Tatsuki Konishi.