СВЕЧЕНИЕМ МОЛЕКУЛЯРНЫХ БАБОЧЕК МОЖНО УПРАВЛЯТЬ

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.

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