Hidrogeles fosforescentes resistentes a temperatura ambiente basados en polímeros no aromáticos reticulados iónicamente

Resumen Los materiales fotoluminiscentes orgánicos que exhiben fosforescencia a temperatura ambiente (RTP) han atraído una atención generalizada. Sin embargo, la mayoría de ellos solo puede emitir fosforescencia en estado sólido, lo que limita en gran medida sus aplicaciones. En este trabajo, se prepara un tipo de hidrogel fosforescente con excelentes propiedades mecánicas sumergiendo un hidrogel de polivinil alcohol (PVA) recién preparado en una solución de polimalato de sodio y luego en una solución de CaCl2, seguido de un secado bajo tensión a 90 °C y finalmente empapándolo en agua desionizada hasta alcanzar la hinchazón en equilibrio para producir hidrogeles de polivinil alcohol/poli(calcio maleato)-DS (PVA/PMACa-DS). Tales hidrogeles exhiben excelentes propiedades mecánicas, mostrando resistencias a la tracción de hasta 15 MPa, gracias a la presencia de fuertes enlaces de hidrógeno y, especialmente, enlaces iónicos. Los hidrogeles PVA/PMACa-DS emiten colores de fosforescencia variados desde azul hasta verde-amarillo al ser excitados con luz de 312 a 400 nm, con una vida útil máxima de 13.4 ms. Experimentos y cálculos teóricos demuestran que el reticulado iónico entre Ca2+ y cromóforos no convencionales evita el contacto de los cromóforos no convencionales con moléculas de agua y, por lo tanto, restringe la descomposición no radiativa, lo que conduce a la emisión de RTP. Este trabajo proporciona una estrategia confiable para diseñar hidrogeles RTP con excelentes propiedades mecánicas basados en polímeros no aromáticos para aplicaciones emergentes.