முயன்று பார்க்காமல் கணக்கீட்டால் ஒளிரும் மூலக்கூறுகளை உருவாக்கும் விஞ்ஞானிகள்

ஜப்பானின் இன்ஸ்டிடியூட் ஆஃப் சயின்ஸ் டோக்கியோவின் இணைப் பேராசிரியர் ஜென்-இச்சி கொனிஷி தலைமையிலான ஆய்வுக் குழு ஒரு புதிய வழியைக் கண்டறிந்துள்ளது. கரைசலில் இருப்பதைவிட திரளும்போது அதிகமாக ஒளிரும் மூலக்கூறுகளை, கணினி கணக்கீடுகள் மூலம் முன்கூட்டியே கணிக்க இது உதவும். இந்தப் பண்பு திரள்-தூண்டப்பட்ட ஒளிர்வு (AIE) என அழைக்கப்படுகிறது.

பெரும்பாலான ஒளிரும் மூலக்கூறுகள் இதற்கு நேர்மாறாக செயல்படும்: அவை கரைசலில் ஒளிர்ந்தாலும், திண்மமாக திரள்ந்தவுடன் ஒளிர்வதை நிறுத்திவிடும். ஆனால் AIE மூலக்கூறுகள் எதிர் திசையில் செயல்படும்; அவை நீர்த்த கரைசலில் மங்கலாக இருந்து, திரளும்போது ஒளிரத் தொடங்கும். இந்தப் பண்பு கரிம ஒளி-உமிழ் டையோட்கள் (OLED), உயிரியல் படமெடுத்தல், உணரிகள் மற்றும் ஒளி அடிப்படையிலான புற்றுநோய் சிகிச்சைக்குப் பயன்படுகிறது. இதுவரை, பெரும்பாலான AIE மூலக்கூறுகள் முயன்று பார்க்கும் முறையிலேயே கண்டறியப்பட்டன, ஏனெனில் அதன் அடிப்படை வேதியியல் கணக்கிட மிகவும் சிக்கலானதாக இருந்தது.

உற்சாக நிலையிலுள்ள ஒரு மூலக்கூறு ஒளியை வெளியிடாமல் அமைதியாக வெப்பமாக ஆற்றலை இழக்கும் ஒரு புள்ளியை — அதாவது கானிகல் இன்டர்செக்‌ஷனை (CI) — கொண்டிருக்கும். இதை மூலக்கூறு எவ்வளவு எளிதாக அடைகிறது என்பதைப் பொறுத்தே AIE அமைகிறது என ஆய்வுக் குழு முன்மொழிந்தது. கரைசலில் இந்த ஆற்றல் இழப்புப் பாதை எளிதில் கிடைக்கும்; திண்ம நிலையில் அது தடுக்கப்படுவதால், அதற்குப் பதிலாக ஒளி வெளிப்படுகிறது. நன்கு ஆய்வு செய்யப்பட்ட ஒளி-உணர் மூலக்கூறுகளான பாலம் இணைக்கப்பட்ட ஸ்டில்பீன்களின் 30 வடிவங்களை குழு குவாண்டம் வேதியியல் கணக்கீடுகள் மூலம் ஆய்வு செய்தது. இதில், ஒரு மூலக்கூறு எவ்வளவு எளிதாக CI-ஐ அடையும் என்பதைக் கணிக்கும் சில அளவிடத்தக்க பண்புகளை குழு கண்டறிந்தது.

மூலக்கூறில் எலக்ட்ரான் அளிக்கும் மற்றும் எலக்ட்ரான் ஏற்கும் வேதிக் குழுக்களைச் சேர்ப்பதும், அவை மூலக்கூறில் எந்த இடத்தில் அமைகின்றன என்பதும், உற்சாக மூலக்கூறு CI-ஐ அடையும் எளிமையை மாற்றுவதாக கணக்கீடுகள் காட்டின. இந்தக் கணிப்புகளின் அடிப்படையில், ஆய்வாளர்கள் நான்கு பாலம் இணைக்கப்பட்ட ஸ்டில்பீன் மூலக்கூறுகளை வடிவமைத்து உருவாக்கினர். அதிவேக லேசர் நிறமாலை ஆய்வு மூலம் அளக்கப்பட்ட அவற்றின் ஒளிர்வுத் தன்மை, கணக்கீடுகள் கணித்ததோடு பொருந்தியது.

இந்த முடிவுகள் அட்வான்ஸ்ட் சயின்ஸ் என்ற ஆய்விதழில் வெளியிடப்பட்டன. இது முயன்று பார்க்கும் முறைக்குப் பதிலாக, கணக்கீட்டின் மூலம் AIE பொருட்களை வடிவமைக்கும் திசையைக் காட்டுகிறது. இந்த வடிவமைப்பு உயர்-திறன் OLED பொருட்கள், உயிரியல் படமெடுத்தலுக்கான ஒளிர்வுத் தூண்டிகள் மற்றும் உணர் பொருட்களின் வளர்ச்சிக்கு உதவும் என கொனிஷி தெரிவித்தார்.