Разработанный исследователями из Института Физической Химии Академии наук Польши новый класс органических соединений излучает белый свет непрерывно по всей видимой области спектра электромагнитного излучения.

Результаты их исследования наглядно демонстрируют, что для создания не раздражающих глаз человека источников белого света и достаточно лишь однокомпонентного люминофора.

Рис. 1. Белая флуоресценция кристаллического фиолетового лактона реализуется практически во всем спектре видимого света. Результаты работы показывают, что в перспективе будет возможно создать нетермические источники света, аналогичные природному белому свету, используя в качестве основы лишь один люминофор. (Рисунок из Physical Chemistry Chemical Physics, 2010; 12 (31): 8804).

Усталость глаз и ощущение неестественности белого цвета известны каждому, кто проводит время в местах, освещение которых создается популярными в настоящее время нетермическими источниками белого света – флуоресцентными лампами или светоизлучающими диодами. Исследователи всего мира уже давно пытаются устранить эти неприятные пробочные эффекты, пытаясь создать источник света, параметры которого наиболее близки солнечному свету – самому естественному для глаз человека освещению. Исследователи из Института Физической Химии Академии наук Польши показали, что эта цель может быть достигнута.

Возглавлявший группу исследователей доктор Иржи Карпюк (Jerzy Karpiuk) отмечает, что в его группе открыт класс органических молекул, способных к эмиссии белого света, непрерывно излучая во всей области спектра видимого света. Весьма важно и то, что новым источником белого света является лишь одно химическое соединение с достаточно простым строением.

Белый цвет образуется в результате смешения всех длин волн спектра, соответствующего видимой области – примерно от 420 до 730 нанометров. Белый свет флуоресцентных ламп образуется за счет смешения всего лишь трех основных цветов – красного, зеленого и синего, которые образуются в результате дискретной эмиссии различных неорганических (галогенфосфатных или трифосфатных) люминофоров. В белом свете, полученном смешением лишь трех цветов, отсутствуют многие спектральные компоненты, что, в конечном итоге, приводит к неприятным ощущениям.

Помимо того, что свет флуоресцентных ламп не является «истинно белым», необходимость использования сразу нескольких люминофоров усложняет производство таких источников света.

Исследователи из группы Карпюка наблюдали излучение белого света, реализовавшееся во всей спектральной области видимого света. Источником излучения был кристаллический фиолетовый лактон [crystal violet lactone (CVL)], вещество, которое производится в промышленных масштабах и используется при изготовлении копировальной бумаги в качестве прекурсора красителя.

В составе молекулы CVL имеется две флуорофорные группы, одна из которых излучает синий свет, а другая – оранжевый. Вклад каждой из групп в общую эмиссию CVL зависит от окружения молекулы, влияющего на энергию возбужденных состояний молекулы. Исследователи отмечают, что изменение окружения молекулы позволяет менять характеристики спектра эмиссии, получая, в том числе, и белый свет.

Карпюк отмечает, что главным результатом исследования его группы можно считать то, что белая флуоресценция является общим свойством молекул CVL. Зависимость энергии возбужденного состояния от молекулярной структуры и окружения CVL позволяет предсказать ширину, форму и другие параметры спектра двойной флуоресценции, что, в свою очередь, позволит проводить направленный дизайн флуорофоров, способных к эмиссии белого света.

По материалам