Новости химической науки > Свечением молекулярных бабочек можно управлять

Флуоресцентной эмиссией молекулярных бабочек, расправляющих свои «крылья» под воздействием света, можно управлять, добиваясь синего или красного смещения эмиссии (в ряде случаев – одновременно).

Это открытие указывает на относительно простой способ контроля двойной флуоресценции, который может оказаться полезным для создания новых светоизлучающих диодов и сенсоров.

Облучение определенных молекул светом может привести к их возбуждению и переходу на более высокий энергетический уровень, при этом избыток энергии может вызвать изменение строения молекулы – привести к их сжатию, уплощению или фосфоресцентному излучению. До недавнего времени исследователям не удавалось проводить точный контроль таких превращений.

В новой работе исследователи из Университета Флориды разработали платиновые комплексы-«бабочки», содержащие центральный фрагмент и боковые «крылышки», которые могут подвергаться контролируемым изменениям структуры, «хлопая крыльями» и излучая свет одной волны, когда крылья расправлены, и другой, когда они «подняты».

Рисунок из Angew. Chem., Int. Ed., 2015, DOI: 10.1002/anie.20150585

Такими свойствами полученные комплексы обладают из-за того, что в отличие от многих других соединений, в их возбужденном состоянии имеется два энергетических минимума, в каждом из которых возможна релаксация. Как отмечает один из авторов работы, Биву Ма (Biwu Ma), переход из одного минимума способствует излучению синего света, из другого - красного. Стерический объем крыльев и тела комплекса-бабочки влияет на положение энергетического минимума, поэтому, подбирая элементы строения молекулы с различным стерическим объемом, исследователям удается контролировать состояние, в котором находятся крылья комплекса-бабочки, следовательно – длину волны эмиссии.

Изменение размера «тушки» и «крыльев» бабочки может менять цвет фосфоресцентного излучения комплексов. (Рисунок из Angew. Chem., Int. Ed., 2015, DOI: 10.1002/anie.20150585)

Комплекс-бабочка с наибольшим по размеру «туловищем» и самыми маленькими крыльями главным образом излучает в красном диапазоне, комплекс с наименьшим по размеру «туловищем» и самыми большими крыльями в основном излучает синий свет, все промежуточные варианты проявляют двойную эмиссию.

Исследователи предполагают, что результаты исследования помогут увеличить эффективность светоизлучающих диодов и создать сенсоры нового типа – комплексы с множественной эмиссией, которые могут дать более широкую полосу излучения, что окажется полезным для получения белого излучения на основе одной лишь молекулы.

По словам Филиппа Коппенса (Philip Coppens ) из университета штата Нью-Йорк (Буффало), новая работа является интересным примером молекулярной инженерии, который позволит создать больше флуоресцентных материалов с заданными свойствами.

Источник: Angew. Chem., Int. Ed., 2015, DOI: 10.1002/anie.20150585

метки статьи: #органическая химия, #природа химической связи, #физическая химия, #фотохимия, фотокатализ, #элементоорганическая химия