Grupa Wielofunkcyjnych Materiałów Luminescencyjnych

Tematyka badań

Zainteresowania badawcze Grupy Wielofunkcyjnych Materiałów Luminescencyjnych obejmują projektowanie, syntezę i szczegółową charakterystykę fizykochemiczną różnorodnie funkcjonalizowanych materiałów luminescencyjnych zwykle opartych na kompleksach metali. W szczególności interesują nas połączenia koordynacyjne wykorzystujące ligandy cyjanowe (CN^–) jako międzymetaliczne mostki molekularne.

Naszym celem jest otrzymanie nowych generacji materiałów luminescencyjnych łączących zjawiska emisji światła z rozmaitymi dodatkowymi funkcjonalnościami oraz specyficznymi cechami generującymi nowe właściwości, w tymi efekty magnetyczne (uporządkowanie magnetyczne, nanomagnetyzm molekularny), właściwości elektryczne (przełączalna stała dielektryczna, ferroelektryczność, przewodnictwo jonowe), niecentrosymetryczność i chiralność (do nieliniowych właściwości optycznych i efektów chirooptycznych), oraz wrażliwość na czynniki fizyczne (temperatura, ciśnienie, pole elektryczne, pole magnetyczne, światło, itd.) i chemiczne (rozpuszczalniki, gazy, cząsteczki gościa, patrz rysunek poniżej). Próbujemy znaleźć unikalne strategie syntetyczne w kierunku wielofunkcyjnych luminoforów, takich jak luminescencyjne nanomagnesy molekularne, molekularne ferroelektryki emitujące światło, luminescencyjne przewodniki protonowe, chiralne luminofory, porowate układy emitujące światło, jak również przełączalne czynnikami zewnętrznymi układy opto-elektro-magnetyczne. Naszym celem jest łączenie zalet materiałów luminescencyjnych, które są stosowane w urządzeniach emitujących światło, komunikacji optycznej, fotowoltaice, sensorach, czy też bioobrazowaniu, z nowymi horyzontami aplikacyjnymi pochodzącymi od dodatkowych właściwości fizycznych, takich jak nanomagnetyzm do konstrukcji zaawansowanych urządzeń zapisu informacji wykorzystujących sygnał optyczny czy też porowatość do konstrukcji niezwykle czułych sensorów luminescencyjnych.

Nasze podstawowe podejście badawcze opiera się na wprowadzeniu różnych właściwości fizycznych do pojedynczego homogenicznego ciała stałego projektowanego na poziomie molekularnym. W rezultacie takie materiały mogą stać się komponentem do konstrukcji urządzeń optycznych, magnetycznych, elektrycznych i wielofunkcyjnych, łączących znakomite parametry działania z ekstremalną miniaturyzacją. Nasza grupa wykonuje wszystkie etapy badań od racjonalnego projektowania, przez podstawową charakterystykę fizykochemiczną, badania strukturalne, aż po zaawansowane eksperymenty fizyczne związane z właściwościami optycznymi, magnetycznymi i elektrycznymi, ich kombinacjami, oraz wrażliwością tych efektów na czynniki zewnętrzne. Otrzymane wyniki eksperymentalne wspieramy obliczeniami teoretycznymi z użyciem metod ab initio i DFT.

Aby uzyskać więcej informacji na temat MLMG, zapraszamy do odwiedzenia strony internetowej: multilumimater.pl.

Reprezentatywne publikacje

1. M. Liberka, M. Zychowicz, J. Hooper, K. Nakabayashi, S. Ohkoshi, S. Chorazy, „Synchronous Switching of Dielectric Constant and Photoluminescence in Cyanidonitridorhenate-Based Crystals”, Angew. Chem. Int. Ed., 2023, 62, e202308284.

2. J. Wang, J. J. Zakrzewski, M. Zychowicz, Y. Xin, H. Tokoro, S. Chorazy, S. Ohkoshi, „Desolvation-Induced Highly Symmetrical Terbium(III) Single-Molecule Magnet Exhibiting Luminescent Self-Monitoring of Temperature”, Angew. Chem. Int. Ed., 2023, 62, e202306372.

3. R. Jankowski, M. Wyczesany, S. Chorazy, „Multifunctionality of luminescent molecular nanomagnets based on lanthanide complexes”, Chem. Commun., 2023, 59, 5961-5986.

4. M. Liberka, M. Zychowicz, W. Zychowicz, S. Chorazy, „Neutral dicyanidoferrate(II) metalloligands for the rational design of dysprosium(III) single-molecule magnets”, Chem. Commun., 2022, 58, 6381-6384.

5. K. Kumar, O. Stefanczyk, S. Chorazy, K. Nakabayashi, S. Ohkoshi, „Ratiometric and Colorimetric Optical Thermometers Using Emissive Dimeric and Trimeric {[Au(SCN)₂]^–}_n Moieties Generated in d–f Heterometallic Assemblies”, Angew. Chem. Int. Ed., 2022, 61, e202201265.

6.  J. Wang, J. J. Zakrzewski, M. Zychowicz, V. Vieru, L. F. Chibotaru, K. Nakabayashi, S. Chorazy, S. Ohkoshi, „Holmium(III) molecular nanomagnets for optical thermometry exploring the luminescence re-absorption effect”, Chem. Sci., 2021, 12, 730-741.

7. J. J. Zakrzewski, K. Kumar, M. Zychowicz, R. Jankowski, M. Wyczesany, B. Sieklucka, S. Ohkoshi, S. Chorazy, „Combined Experimental and Ab Initio Methods for Rationalization of Magneto-Luminescent Properties of YbIII Nanomagnets Embedded in Cyanido/Thiocyanidometallate-Based Crystals”, J. Phys. Chem. Lett., 2021, 12, 10558-10566.

8. R. Jankowski, J. J. Zakrzewski, M. Zychowicz, J. Wang, Y. Oki, S. Ohkoshi, S. Chorazy, B. Sieklucka, „SHG-active NIR-emissive molecular nanomagnets generated in layered neodymium(III)–octacyanidometallate(IV) frameworks”, J. Mater. Chem. C, 2021, 9, 10705–10717.

9. M. Liberka, J. J. Zakrzewski, M. Heczko, M. Reczyński, S. Ohkoshi, S. Chorazy, „Solvent- and Temperature-Driven Photoluminescence in Porous Hofmann-Type Sr^II–Re_^V Metal–Organic Frameworks”, Inorg. Chem., 2021, 60, 4093-4107.

10. J. Wang, J. J. Zakrzewski, M. Heczko, M. Zychowicz, K. Nakagawa, K. Nakabayashi, B. Sieklucka, S. Chorazy, S. Ohkoshi, „Proton Conductive Luminescent Thermometer Based on Near-Infrared Emissive {YbCo₂} Molecular Nanomagnets”, J. Am. Chem. Soc., 2020, 142, 3970-3979.

11. S. Chorazy, T. Charytanowicz, D. Pinkowicz, J. Wang, K. Nakabayashi, S. Klimke, F. Renz, S. Ohkoshi, B. Sieklucka, „Octacyanidorhenate(V) Ion as an Efficient Linker for Hysteretic Two-Step Iron(II) Spin Crossover Switchable by Temperature, Light, and Pressure”, Angew. Chem. Int. Ed., 2020, 59, 15741-15749.

12. S. Chorazy, J. J. Zakrzewski, M. Reczyński, B. Sieklucka, „Multi-colour uranyl emission efficiently tuned by hexacyanidometallates within hybrid coordination frameworks”, Chem. Commun., 2019, 55, 3057-3060.

13. J. J. Zakrzewski, S. Chorazy, K. Nakabayashi, S. Ohkoshi, B. Sieklucka, „Photoluminescent Lanthanide(III) Single-Molecule Magnets in Three-Dimensional Polycyanidocuprate(I)-Based Frameworks”, Chem. Eur. J., 2019, 25, 11820-11825.

14. Y. Xin, J. Wang, M. Zychowicz, J. J. Zakrzewski, K. Nakabayashi, B. Sieklucka, S. Chorazy, S. Ohkoshi, „Dehydration–Hydration Switching of Single-Molecule Magnet Behavior and Visible Photoluminescence in a Cyanido-Bridged Dy^IIICo^III Framework”, J Am. Chem. Soc., 2019, 141, 18211-18220.

15. S. Chorazy, J. J. Zakrzewski, M. Reczyński, K. Nakabayashi, S. Ohkoshi, B. Sieklucka, „Humidity driven molecular switch based on photoluminescent Dy^IIICo^III single-molecule magnets”, J. Mater. Chem. C, 2019, 7, 4164-4172.

Oferta współpracy

Osoby zainteresowane poszukiwaniem nowych materiałów luminescencyjnych łączących zjawiska emisji światła z innymi różnorodnymi właściwościami fizycznymi proszone są o kontakt z kierownikiem grupy, dr. hab. Szymonem Chorążym (simon.chorazy@uj.edu.pl).