No século XVII, Francis Bacon descreveu um experimento simples: raspar e fraturar açúcar duro no escuro para ver faíscas de luz. Esse fenômeno é chamado de mecanoluminescência (ML) ou triboluminescência (TL), o processo em que materiais emitem luz sob estímulo mecânico, como moagem ou britagem. Normalmente, as propriedades de ML de compostos luminescentes são observadas em sistemas cristalinos rígidos, o que limita suas aplicações no mundo real.

Agora, pesquisadores do Instituto de Ciência e Tecnologia de Okinawa (OIST) descobriram uma maneira de gerar ML em materiais não cristalinos, trazendo uma nova onda de aplicações potenciais em engenharia, segurança industrial e muito mais.

"A estimulação mecânica dos cristais causa fraturas. À medida que os cristais são danificados e perdem tamanho, eles também começam a perder suas propriedades de ML, o que restringe enormemente sua aplicação. Em cristais , o ML é altamente dependente da estrutura e do empacotamento, adicionando requisitos complexos de projeto. É por isso que nos interessamos por materiais de ML amorfos com luminescência mais duradoura", explica a Professora Julia Khusnutdinova, chefe da Unidade de Química de Coordenação e Catálise do OIST.

Publicado na Chemical Science , os pesquisadores investigam o potencial de ML em uma série de compostos químicos conhecidos por suas propriedades fotoluminescentes. Eles geraram filmes finos e livres de cristais desses compostos e testaram o ML por meio de uma variedade de métodos, incluindo separação por contato (pressionando e soltando duas superfícies juntas) e fricção.

Por meio de seus experimentos, a equipe descobriu que a estimulação mecânica gerava campos elétricos localizados devido à eletrificação, o que poderia excitar os materiais e o gás circundante.

Ao estimular seus compostos por meio de um revestimento plástico protetor, eles demonstraram ML não destrutivo em compostos fotoluminescentes e a promessa de tais compostos no futuro design de materiais responsivos a estímulos.

"Tradicionalmente, os químicos consideram a fratura de cristais uma etapa essencial na geração de mecanoluminescência", observa o Dr. Ayumu Karimata, primeiro autor do estudo.

"Provamos que isso não é necessário. Nossas descobertas abrem uma vasta gama de possibilidades na ciência dos materiais , pois eliminam a necessidade de projetos e engenharia complexos de cristais na criação de materiais mecanoluminescentes."