Uma equipe de pesquisadores apresentou, em 16 de outubro de 2025, uma nova classe de estruturas metalorgânicas quirais (CMOFs) capazes de emitir luz circularmente polarizada com intensidade inédita. O resultado foi obtido ao unir uma rede quiral baseada em íons de terras raras a moléculas convidadas luminescentes, alcançando um dos mais altos fatores de dissimeria de luminescência (|glum|) já registrados para esse tipo de material.
Os CMOFs são cristais que podem gerar luz circularmente polarizada quando combinam componentes moleculares adequados. No estudo, os cientistas empregaram íons de térbio (Tb³⁺), reconhecidos por sua eficiência luminosa, e ligantes imidazólio carboxílicos quirais, responsáveis por transferir energia e quiralidade à rede. Canais carregados positivamente dentro da estrutura acomodam ânions luminescentes, permitindo ajuste fino do comportamento óptico.
Foram sintetizadas duas versões em imagem especular dos CMOFs à base de Tb³⁺, obtidas pela coordenação de ácidos imidazólio carboxílicos homoquirais aos íons metálicos. Esses materiais exibiram atividade de luminescência circularmente polarizada com |glum| de 0,016, evidenciando a transferência de quiralidade dos ligantes para toda a estrutura.
Em seguida, os pesquisadores introduziram ânions MnCl₄²⁻ nos canais do material, formando um par inédito de hospedeiro–convidado. A modificação elevou o |glum| para 0,071—mais de quatro vezes acima do valor original. Segundo o autor correspondente, professor Jian Zhang, a amplificação decorre de interações sinérgicas entre a rede quiral de Tb³⁺ e as espécies MnCl₄²⁻, que favorecem a transferência de energia e a emissão circularmente polarizada.
Análises espectroscópicas demonstraram que a quiralidade dos ligantes é propagada por coordenação metálica, resultando em cadeias helicoidais e camadas organizadas. Outro sinal óptico indicou que ligações de hidrogênio entre rede e moléculas convidadas contribuem para a transferência de quiralidade em nível molecular.
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Para confirmar o mecanismo de realce luminiscente, foram produzidas amostras de controle substituindo-se o hospedeiro ou o convidado. A sobreposição entre o espectro de emissão de um controle e a absorção de outro corroborou a hipótese de que a transferência de energia entre rede e ânions MnCl₄²⁻ impulsiona o ganho de CPL.
O trabalho, publicado na revista Polyoxometalates com o título “Circularly polarized luminescence enhancement in rare-earth MOFs due to framework chirality and host–guest energy transfer”, sugere uma rota geral para ajustar o desempenho quiro-óptico de materiais porosos e aponta novos caminhos para dispositivos de emissão luminosa avançados.
Com informações de Nanowerk
