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Ligand-controlled and nanoconfinement-boosted luminescence employing Pt(II) and Pd(II) complexes: from color-tunable aggregation-enhanced dual emitters towards self-referenced oxygen reporters

  • In this work, we describe the synthesis, structural and photophysical characterization of four novel Pd(II) and Pt(II) complexes bearing tetradentate luminophoric ligands with high photoluminescence quantum yields (FL) and long excited state lifetimes (s) at room temperature, where the results were interpreted by means of DFT calculations. Incorporation of fluorine atoms into the tetradentate ligand favors aggregation and thereby, a shortened average distance between the metal centers, which provides accessibility to metal–metal-to-ligand charge-transfer (3MMLCT) excimers acting as red-shifted Energy traps if compared with the monomeric entities. This supramolecular approach provides an elegant way to enable room-temperature phosphorescence from Pd(II) complexes, which are otherwise quenched by a thermal population of dissociative states due to a lower ligand field splitting. Encapsulation of These complexes in 100 nm-sized aminated polystyrene nanoparticles enablesIn this work, we describe the synthesis, structural and photophysical characterization of four novel Pd(II) and Pt(II) complexes bearing tetradentate luminophoric ligands with high photoluminescence quantum yields (FL) and long excited state lifetimes (s) at room temperature, where the results were interpreted by means of DFT calculations. Incorporation of fluorine atoms into the tetradentate ligand favors aggregation and thereby, a shortened average distance between the metal centers, which provides accessibility to metal–metal-to-ligand charge-transfer (3MMLCT) excimers acting as red-shifted Energy traps if compared with the monomeric entities. This supramolecular approach provides an elegant way to enable room-temperature phosphorescence from Pd(II) complexes, which are otherwise quenched by a thermal population of dissociative states due to a lower ligand field splitting. Encapsulation of These complexes in 100 nm-sized aminated polystyrene nanoparticles enables concentration-controlled aggregation-enhanced dual emission. This phenomenon facilitates the tunability of the absorption and emission colors while providing a rigidified environment supporting an enhanced FL up to about 80% and extended s exceeding 100 ms. Additionally, these nanoarrays constitute rare examples for selfreferenced oxygen reporters, since the phosphorescence of the aggregates is insensitive to external influences, whereas the monomeric species drop in luminescence lifetime and intensity with increasing triplet molecular dioxygen concentrations (diffusion-controlled quenching).zeige mehrzeige weniger

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Autor*innen:I. Maisuls, Cui Wang, M. E. Gutierrez Suburu, S. Wilde, C.-G. Daniliuc, D. Brunink, N. L. Doltsinis, S. Ostendorp, J. Kösters, Ute Resch-GengerORCiD, C. A. Strassert
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):Chemical Science
Jahr der Erstveröffentlichung:2021
Organisationseinheit der BAM:1 Analytische Chemie; Referenzmaterialien
1 Analytische Chemie; Referenzmaterialien / 1.2 Biophotonik
Veröffentlichende Institution:Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Verlag:Royal Society of Chemistry
Jahrgang/Band:12
Ausgabe/Heft:9
Erste Seite:3270
Letzte Seite:3281
DDC-Klassifikation:Naturwissenschaften und Mathematik / Chemie / Analytische Chemie
Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Freie Schlagwörter:Aggregation; Barcoding; Bead; Color; Complex; Dye; Encoding; Fluorescence; Label; Lifetime; Monomer; Multiplexing; NMR; Particle; Pd(II); Pt(II); Quantum yield; Reporter; Sythesis; X-ray
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Chemie und Prozesstechnik
Material
Material / Nano
Umwelt
Umwelt / Sensorik
DOI:10.1039/d0sc06126c
URN:urn:nbn:de:kobv:b43-525288
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei für die Öffentlichkeit verfügbar ("Open Access")
Lizenz (Deutsch):License LogoCreative Commons - CC BY-NC - Namensnennung - Nicht kommerziell 4.0 International
Datum der Freischaltung:28.04.2021
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:28.04.2021
Schriftenreihen ohne Nummerierung:Wissenschaftliche Artikel der BAM
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