Moléculas orgánicas con canales de recolección de tripletes duales permiten una eficiente centelleo e imagenología de rayos X

Resumen Los centelleadores orgánicos han ganado recientemente una considerable atención en la detección de rayos X por sus posibles aplicaciones en radiografía biomédica e inspección de seguridad. Sin embargo, la débil absorción de rayos X y/o la utilización ineficiente de excitones han limitado el desarrollo y la comercialización de los centelleadores orgánicos. Actualmente, los centelleadores orgánicos de rayos X de alto rendimiento son escasos y los centelleadores orgánicos con canales de recolección de tripletes duales no se han explorado antes. Aquí, desarrollamos varias moléculas orgánicas basadas en sulfonas, C1–C7, utilizando diferentes cadenas alquilo para manipular el modo de empaque molecular. Estos materiales exhiben canales de recolección de tripletes duales de fluorescencia retardada térmicamente activada (TADF) y fosforescencia a temperatura ambiente (RTP) en estado agregado. Inspiradoramente, estas moléculas muestran una distinta radioluminiscencia bajo la estimulación de rayos X. Entre ellas, C6 presenta el mayor rendimiento de luz de 16,558 fotones MeV −1. Además, se demuestran imágenes de rayos X claras tanto en estado agregado como a nivel de molécula única. Se logran altas resoluciones espaciales de 15.0 y 10.6 pares de líneas por milímetro (lp mm −1) para pantallas centelleadoras rígidas y flexibles, superando la mayoría de los centelleadores orgánicos e inorgánicos convencionales reportados. Estos resultados destacan el gran potencial de las moléculas orgánicas con naturaleza TADF y RTP para una eficiente centelleo e imagenología de rayos X.