Uudet vesiliuokoiset kemoresponsiiviset luminoivat materiaalit

 
Elämän ja kaikkien kemiallisten tapahtumien taustalla on niihin osallistuvien molekyylien kemiallisen rakenteen sisältämät ominaisuudet. Ne saavat yhdessä molekyylien välisten heikkojen vuorovaikutusten avulla aikaan molekyylien toiminnallisuuden kiinteässä tilassa, kaasumuodossa tai nesteessä. Havaitut ominaisuudet perustuvat molekyylin kolmiulotteiseen rakenteeseen, siinä oleviin aktiivisiin ryhmiin sekä koko molekyylin lämpöliikkeeseen.

Sama yleisperiaate pätee myös luminoiviin eli valoa vapauttaviin materiaaleihin, erityisesti luminoiviin siirtymämetalliyhdisteisiin.  Viime aikoina erityisesti Iridium(III)-, Rutenium(II)-, Renium(I)- sekä Platina(II)-yhdisteet ovat olleet  kiivaan tutkimuksen kohteena, sekä akateemisissa tutkimuksissa että teollisissa sovellutuksissa. Kyseisiä luminoivia siirtymämetalliyhdisteitä on käytetty valoa vapauttavina lisäaineina useissa eri sovelluksissa, kuten orgaanisina valoa emittoivina diodeina  eli OLEDeina, valoatuottavina elektrokemiallisina kennoina eli LEECeinä, aurinkokennomateriaaleina, biologisina sensoreina, fotokatalyysissä sekä bioleimoina.

Merkittävää luminoivissa siirtymämetalliyhdisteissä on niiden herkkyys ulkoisille olosuhteille kuten liuottimen polaarisuudelle, Ph:lle sekä lämpötilalle ja se että näitä ominaisuuksia voidaan käyttää toisten molekyylien tai ionien havaitsemiseen. Havaitut ominaisuudet osoittavat selvästi kuinka luminoivien siirtymämetalliyhdisteiden fotofysikaaliset ja hapetus-pelkistysominaisuudet ovat suorassa suhteessa niiden  toimintaan esimerkiksi sensorimolekyyleinä. Käyttämällä hyväksi yllä mainittuja ominaisuuksia sekä käyttämällä niin sanottua itse-järjestäytymistä kontrolloimaan muodostuvien molekyylikasautumien rakenteita, voidaan saada aikaan uusia funktonaalisia ja ohjelmoitavia materiaaleja.
 
Tutkimuksen tarkoituksena on valmistaa ominaisuuksiltaan kokonaan uudentyyppisiä vesiliukoisia kemoresponsiivisia luminoivia nanomolekyyleja ja pehmeitä sekä kiteisiä materiaaleja. Nämä pehmeät tai kiteiset luminoivat materiaalit saadaan aikaan joko suoralla kemiallisella synteesillä tai molekyylien välisten vuorovaikutusten aiheuttaman itsejärjestäytymisen kautta. Monifunktionaalisia nanomolekyylejä sekä itsejärjestäytyviä luminoivia metallikomplekseja, jotka molemmat tuottavat aikaisempaa paremman luminesenssivasteen, tullaan käyttämään monitoroimaan kemoresponsiivia sekä molekyylintunnustustapahtumia. Mahdollisia sovelluskohteita ovat tietyt biolääketieteelliset prosessit sekä elektro-optiset laitteet.