Ученые синтезировали комплексы меди и серебра с органическими молекулами, которые испускают свет в широком диапазоне длин волн, зависящем от того, какие растворители их окружают. Меняя окружение новых соединений, авторы добились желтой, зеленой, красной и синей эмиссии. Полученные соединения могут лечь в основу новых типов энергоэффективных материалов. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Inorganic Chemistry Communications.
Люминесцентные материалы используются в самых разных областях — от техники (в светодиодах, дисплеях, сенсорах) до медицины и биологии (для визуализации тканей и диагностики). Часто яркость и цвет эмиссии (свечения) подобных соединений зависят от внешних условий. На эти параметры могут влиять температура, энергия возбуждающего света, а также химическое окружение, например, молекулы растворителя. Поэтому ученые стремятся управлять способностью материалов изменять цвет, варьируя условия окружения.
Исследователи из Института элементоорганических соединений имени А.Н. Несмеянова РАН (Москва) совместно с коллегами из Физического института имени П.Н. Лебедева РАН (Москва) и Института неорганической химии имени А.Н. Николаева СО РАН (Новосибирск) синтезировали новые люминесцентные комплексы, в которых два иона металла (медь или серебро) соединены органическими молекулами (лигандами). В качестве лигандов авторы использовали органические молекулы: пиразолат-анион и фосфорсодержащие соединения.
Химики получили такие комплексы методом кристаллизации из разных растворителей — толуола или дихлорметана. Молекулы дихлорметана встраивались в кристаллическую решетку, что привело к значительному сокращению расстояний между ионами металла в комплексах серебра и изменению их оптических свойств. Для меди этот эффект был слабее, а использование толуола для кристаллизации не вызывало структурных изменений ни в одном случае.
Все исследуемые комплексы проявляли люминесценцию, цвет и интенсивность которой зависели от типа металла и растворителя. Медные комплексы испускали в желтой (при использовании толуола) или красной (в случае дихлорметана) области спектра, а серебряные — в зеленой (при кристаллизации из толуола) или синей (при использовании дихлорметана). Наиболее эффективным оказался комплекс серебра, содержащий молекулы дихлорметана, который продемонстрировал квантовую эффективность (эффективность преобразования поглощенного света в собственное излучение), равную 27%, что почти втрое выше значений для его аналога, полученного из толуола.
«Мы применили простой способ управления оптическими свойствами люминесцентных комплексов за счет изменения условий кристаллизации. Полученные в ходе работы комплексы могут быть полезны при создании следующего поколения ярких и энергоэффективных LED-дисплеев для смартфонов и телевизоров. В дальнейшем мы планируем получить ряд комплексов меди и серебра другого состава и строения путем изменения соотношений реагентов. Кроме того, мы исследуем влияние природы растворителя на их люминесцентные свойства», — рассказывает участник проекта, поддержанного грантом РНФ, Арина Ольбрых, сотрудник лаборатории гидридов металлов Института элементоорганических соединений имени А.Н. Несмеянова РАН.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
