Nuovi complessi luminescenti del rutenio(II) ispirati a composti naturali: verso il design di OLED bianchi

L’attività di ricerca affidata al Dipartimento di Scienze Chimiche dell’Università di Napoli “Federico II” (DSC-UniNA) nell’ambito del PAR 2016riguarda la sintesi, la caratterizzazione strutturale e lo studio delle proprietà foto-fisiche di complessi di metalli di transizione fosforescenti progettati prendendo ispirazione da prodotti naturali, in grado di poter essere utilizzati come nuovi materiali elettroluminescenti bio-ispirati in dispositivi di tipo OLED (diodi organici ad emissione di luce). Tale attività, in associazione con quella svolta dal centro ENEA di Portici e incentrata sull’esame delle potenzialità dei nuovi materiali di sintesi nei dispositivi OLED, si inserisce in un progetto più ampio che riguarda la progettazione di finestre intelligenti (smartwindows), una tecnologia all'avanguardia, fondamentale nella realizzazione di fabbricati eco-friendly in grado di abbattere i consumi energetici di riscaldamento, aria condizionata ed illuminazione, e di migliorare l'isolamento termico della struttura. Nell’ambito del PAR 2016, l’attività di ricerca svolta dal DSC – UniNAè stata in parte rivolta al completamento delle attività intraprese nel corso del PAR 2015 aventi come oggetto lo studio della modulazione della lunghezza d’onda della radiazione emessa da complessi dell’iridio(III) attraverso modifiche chimiche degli stessi, ed in parte rivolta al design e sintesi di complessi innovativi del rutenio(II) con ligandi ispirati a composti naturali. In entrambii casi si è cercato di lavorare per ottenere un materiale bio-ispirato in grado di emettere luce bianca, una volta integrato nel dispositivo OLED e quindi nella smartwindow. Data l’elevata efficienza esibita dai dispositivi OLED a base di complessi dell’iridio(III), nelle precedenti annualità l’attività di ricerca del DSC – UniNA è stata rivolta alla sintesi di complessi dell’iridio(III)ottenuti con ligandi 3,4-diidroisochinolinici ispirati al neurotrasmettitore dopammina, allo studio delle loro proprietà strutturali e foto-fisiche, all’esplorazione dei fattori in grado di modularne la loro lunghezza d’onda di emissione. Sulla scorta dei dati ottenuti nell’annualità 2015 e riguardanti le prestazioni dei complessi dell’iridio(III) della serie 1, 2e 3, abbiamo completato l’indagine sull’effetto della natura dei sostituenti X sulla tipologia di colore emesso dal dispositivo OLED.In particolare abbiamo testato l’effetto del gruppo elettronattrattore CN e del gruppo elettrondonatoreOMe. Completato lo studio sui leganti C^N a struttura 1-fenil-3,4-diidroisochinolinica, abbiamo voluto esplorare le potenzialità dei ligandi N^O a struttura 1-carbossi-(3,4-diidro)isochinolinica9 e 10, sempre ispirati alla dopammina. Abbiamo quindi messo a punto una procedura sintetica che ha permesso di ottenere i leganti 9 e 10 in buona resa; questa tipologia di ligandi è stata quindi testata sia nella formazione di complessi neutri dell’iridio(III) (11 e 12), sia nella formazione di complessi ionici del rutenio(II) (13 e 14). La scelta di espandere lo studio anche al rutenio è dettata dalle peculiari proprietà opto-elettroniche esibite da questi complessi, caratterizzati da spettri di assorbimento e di emissione cheriescono a coprire ampie regioni dello spettro visibile. Nel nostro caso questo si traduce in un’elevata probabilità di avere un materiale organico in grado di emettere luce bianca.