Un grupo de investigadores del Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa (OIST) ha logrado un avance significativo en el campo de la mecanoluminiscencia, un fenómeno que permite a ciertos materiales emitir luz cuando son sometidos a estimulación mecánica. Tradicionalmente, este proceso se ha observado principalmente en sistemas cristalinos, lo que limita sus aplicaciones en el mundo real. Sin embargo, el reciente descubrimiento de estos científicos sugiere que es posible generar luz en materiales no cristalinos, abriendo así un abanico de posibilidades para su uso en ingeniería y aplicaciones industriales.
Mecanoluminiscencia: Un fenómeno con nuevas perspectivas
La mecanoluminiscencia, también conocida como triboluminescencia, fue descrita por primera vez en el siglo XVII por Francis Bacon, quien realizó un experimento sencillo en el que raspaba y fracturaba azúcar duro en la oscuridad para observar chispas de luz. Este fenómeno, que se produce al aplicar presión o rozar ciertos materiales, ha sido objeto de estudio durante años, pero su aplicación se ha visto restringida por la necesidad de estructuras cristalinas rígidas que, al romperse, pierden rápidamente sus propiedades lumínicas.
La profesora Julia Khusnutdinova, responsable de la Unidad de Química de Coordinación y Catálisis del OIST, explica que la estimulación mecánica de los cristales provoca fracturas que limitan su capacidad para emitir luz. “La mecanoluminiscencia en cristales depende en gran medida de la estructura y el empaquetamiento, lo que añade requisitos de diseño complejos. Por eso, estábamos interesados en los materiales amorfos con luminiscencia más duradera”, afirma Khusnutdinova.
En su estudio, publicado en la revista Chemical Science, los investigadores exploraron la posibilidad de generar mecanoluminiscencia en una serie de compuestos químicos conocidos por sus propiedades fotoluminiscentes. Para ello, desarrollaron películas delgadas de estos compuestos, libres de cristales, y probaron la mecanoluminiscencia mediante diversos métodos, como la separación por contacto y la fricción.
Los experimentos revelaron que la estimulación mecánica generaba campos eléctricos localizados debido a la electrificación, lo que podía excitar los materiales y el gas circundante. Utilizando un recubrimiento plástico protector, demostraron que era posible inducir mecanoluminiscencia de forma no destructiva en compuestos fotoluminiscentes, lo que sugiere un futuro prometedor en el diseño de materiales sensibles a estímulos.
El doctor Ayumu Karimata, primer autor del estudio, subraya que “los químicos han considerado tradicionalmente que la fractura de cristales es un paso esencial para generar mecanoluminiscencia. Hemos demostrado que eso no es necesario. Nuestros hallazgos abren una amplia gama de posibilidades en la ciencia de materiales, ya que eliminan la necesidad de un diseño y una ingeniería cristalina complejos al crear materiales que emiten luz mediante estimulación mecánica”.
Más información: Mecanoluminiscencia de sólidos amorfos de complejos de cobre heterolepticos e luminóforos comunes inducida por estímulos mecánicos no destructivos y fabricación de películas mecanoluminiscentes flexibles, Chemical Science (2025). DOI: 10.1039/D5SC05673J
Proporcionado por el Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa
