Luminescência circularmente polarizada

A luminescência circularmente polarizada (CPL) é um fenômeno onde a luz emitida por um material é polarizada circularmente, ou seja, a direção da oscilação da luz forma uma trajetória circular. Esse tipo de luminescência ocorre em sistemas moleculares quirais no estado excitado, onde a luz emitida pode ter diferentes intensidades de polarização circular à esquerda e à direita.

A CPL de complexos de lantanídeos (Ln3+) tem despertado grande atenção na última década devido ao seu potencial uso em displays ou como dispositivos antifalsificação, por exemplo. No entanto, os complexos Ln3+ que combinam alto fator de dissimetria de luminescência possuem baixo brilho CPL o que ainda limita sua aplicação.

Com o objetivo de obter complexos quirais que apresentam melhores brilhos CPL uma série de complexos quirais foram obtidos e estudados: [Eu(hfa)3(quiral)], (quiral: S-Bn-pybox: 2,6-bis((S)-4-benzil -4,5-di-hidrooxazol-2-il)piridina, S-Ph-pyox: (S)-4-fenil-2-(piridin-2-il)-4,5-di-hidrooxazol, ou (R)-Cl- (S)-Ph-pzox: N-((R)-2-cloro-1-feniletil)-3-((S)-4-fenil-4,5-di-hidrooxazol-2-il)pirazina-2-carboxamida; hfa: 1,1,1,5,5,5-hexafluoro-2,4-pentanodiona).

Com intuito de investigar as correlações óptico-estruturais com o rendimento quântico de emissão absoluto, o fator de dissimetria (glum) e o brilho CPL podem ser ajustados alterando a estrutura eletrônica e a microssimetria do poliedro de coordenação de Eu3+. O complexo [(Eu(hfa)3(S)-Bn-pybox)] exibiu o maior valor de dissimetria (0,36 em diclorometano) para a transição 5D0→7F1 e o maior brilho CPL relatado até agora na literatura (465 M-1cm-1 em diclorometano) para a transição 5D0→7F2.

A partir da combinação da fotoluminescência e dos dados computacionais, fomos capazes de mostrar que o alto brilho CPL obtido é uma consequência do elevado rendimento quântico de emissão (41,4%) em solução de diclorometano. Ademais, depende da alta taxa de ramificação da transição 5D0→7F2 do aumento da contribuição do momento dipolar magnético para as transições do íon Eu3+ devido à baixa microssimetria. Assim, essa investigação ajuda a fornecer orientações adicionais sobre como a microssimetria do íon Eu3+ pode atuar para melhorar o brilho CPL dos complexos de európio.

Cabe mencionar, que o projeto EMU-FAPESP (Processo: 2023/16828-0) coordenado pelo Prof. Fernando Sigoli foi aprovado e, em breve, o Brasil contará com o primeiro instrumento de luminescência circularmente polarizada (JASCO CPL 300) que estará disponível a toda a comunidade. Desde 2017, o Professor Sigoli vem disseminado a Luminescência Circularmente Polarizada de íons Ln3+ e suas potencialidades à comunidade brasileira e verifica-se o início do interesse da comunidade na inserção desse fenômeno em suas pesquisas. Este instrumento permitirá o estudo mais preciso da luminescência circularmente polarizada em amostras sólidas, além de soluções, abrindo nova perspectiva para a área no âmbito deste projeto temático.