开启吸收近红外光的红外活性有机颜料

在光合作用和有机光伏发电中，色素分子将光转化为电荷。一个化学家团队现在已经研究出一种不同寻常的有机颜料，这种颜料通过电荷“开启”，成为一种可以吸收近红外范围内光线的强效染料，该团队的研究提出了在电物理材料研究、光伏和传感器技术系统中的潜在应用。

具有强烈色彩的带电颜料主要是金属基的。一个经典的例子是铁基柏林蓝或普鲁士蓝，它是一种浓郁的深蓝色，就它们的化学性质而言，这种染料和颜料是对称分子，一侧的电荷高于另一侧，两侧交换电子，分子吸收与这种能量交换相同波长的光。

具有类似强烈颜色的纯有机颜料很少见，尽管如此，科学家们已经开发出一种模块化的有机分子系统，正是为了满足这一要求，与金属相比，有机材料具有易于改性的优点，研究小组选择以染料分子的模块化结构为目标，以提供可定制的分子，这些分子可能具有多种不同的特性。

这种新分子的核心是由一种红色荧光染料分子组成。然后，研究人员将一个由两部分组成的“推拉”或“供体-受体”分子系统连接到该核心的两侧。这些系统能够在特定条件下稳定电荷。

在不带电状态下，颜料只是一种蓝色染料分子。但是，当施加电子电荷时，它展示了其全部功能。研究小组观察到一个新的强烈的吸收带，但不在可见光范围内。新染料在近红外范围内吸收，即电磁光谱上可见光和热辐射之间的过渡区域。

只有当两个供体-受体单元相互共振时，吸收才成为可能，研究小组表示：“两个化学等效实体之间额外的自由电子洗牌，显示了近红外区域中的新电荷转移峰” ，该分子已成为混合价化合物，具有与金属基染料化合物相似的性质。

这些电子可切换的有机颜料可能是基础研究的极好模型物质。它们可以用来帮助更好的理解电子转移，例如在光合作用中发现的电子传递。除了作为研究辅助工具的潜力外，它们还可以用作光子器件中的有效电子传输材料，也适合作为分析电子跃迁的标记物。