Fluorestseeruvad pigmendid on materjalide klass, mis neelavad kindla lainepikkusega nähtavat või ultraviolettvalgust ja kiirgavad seejärel pikema{0}}lainepikkusega nähtavat valgust. Nende tähelepanuväärsed omadused on erksad värvid tavalises valguses ja intensiivne fluorestsents ultraviolettvalguses. Nende disainipõhimõtted hõlmavad mitmeid teadusvaldkondi, sealhulgas molekulaarstruktuuri, energia muundamise ja optilisi omadusi, kusjuures põhirõhk on tõhusa valguse neeldumise ja emissiooni saavutamisel.
Molekulaarsest vaatenurgast koosnevad fluorestseeruvad pigmendid tavaliselt tugevalt konjugeeritud orgaanilistest molekulidest või anorgaanilistest luminestseeruvatest materjalidest. Orgaanilised fluorestseeruvad pigmendid põhinevad π-π* elektronide üleminekutel ja nende molekulaarsed karkassid sisaldavad aromaatseid ringe või konjugeeritud kaksiksidemesüsteeme (nagu antrakinoon ja rodamiin). Need struktuurid neelavad ultraviolettkiirgust või lühikese-lainepikkusega nähtavat valgust läbi oma laiendatud π-elektronipilvede ja edastavad energia ergastatud olekusse mittekiirgusliku lõdvestuse kaudu. Kui ergastatud elektronid naasevad põhiolekusse, vabastavad nad energiat pikema-lainepikkusega fluorestsentsina, mille tulemuseks on väga helendava nähtava valguse emissioon. Anorgaanilised fluorestseeruvad pigmendid põhinevad enamasti haruldastel muldmetallidel (nagu vase või mangaaniga legeeritud kaadmiumtsinksulfiid). Nende luminestsentsmehhanism tugineb siirdemetallide või haruldaste muldmetallide ioonide d-d või f-f elektroonilistele üleminekutele kristalliväljas, mille tulemuseks on suurem termiline stabiilsus ja valgustakistus.
Fluorestseeruvate pigmentide kujundamisel tuleb arvestada ka energia muundamise tõhususe ja värvi puhtusega. Molekulaarse konjugatsiooni pikkuse, asendaja polaarsuse ja molekulidevahelise virnastamise manipuleerimisega saab optimeerida ergastatud oleku eluiga ja fluorestsentsi kvantsaagist. Näiteks elektrone -eemaldavate rühmade (nagu tsüano) kasutuselevõtt võib suurendada sinist-nihke fluorestsentsi, samas kui elektrone-loovutavad rühmad (nt hüdroksüül) kipuvad tekitama punast-nihke emissiooni. Lisaks tuleb pigmendi hajutatavust, ilmastikukindlust ja substraadi adhesiooni parandada pinna katmise (näiteks vaiguga katmise) või nanoosakeste moodustamise abil, et see vastaks katete, trükivärvide ja turvamärkide pealekandmisnõuetele.
Kaasaegne fluorestsentspigmendi disain on laienenud kaugemale lihtsast luminestsentsist, hõlmates intelligentseid reaktsioone, nagu pinge{0}andur või temperatuuri{1}}tundlikud materjalid. Molekulaartehnoloogia ja nanotehnoloogia edasised edusammud avavad fluorestseeruvate pigmentide veelgi laiemad kasutusvõimalused biokujutise, võltsimisvastases -tehnoloogias ja optoelektroonilistes seadmetes.
