Химики заставили палладий излучать свет

 © наука.рф

Создавать новые светоизлучающие материалы на основе органических соединений палладия позволит новый подход, который разработали российские химики с иностранными коллегами.

По словам ученых, открытие может стать основой для светодиодов нового поколения — они пригодятся при создании дисплеев в смартфонах, мониторов, а также приборов ночного видения.У дисплеев на основе органических светодиодов (OLED) пока нет конкурентоспособных альтернатив, так как они отличаются высоким качеством изображения, быстрой реакцией, низким потреблением энергии и, кроме того, позволяют создавать гибкие панели.

Наиболее перспективными светоизлучающими материалами для изготовления OLED-устройств считаются органические производные платиновых металлов: такие материалы теоретически способны преобразовывать электрические заряды в свет с эффективностью 100%.

Исследователи из Санкт-Петербургского государственного университета, Института общей и неорганической химии имени Курнакова РАН и Университета Ливерпуля (Великобритания) разработали подход к созданию нового типа светоизлучающих материалов на основе соединений палладия. Уникальность подхода состоит в том, что соединения получены из соли металла и относительно простых органических молекул. При этом «сборка» сложного органического фрагмента проходила прямо в координационной сфере — ближайшем атомном окружении — металла. Это позволило получить не доступные другими методами светоизлучающие соединения с улучшенными оптическими свойствами.

Ученые получили новые соединения в виде кристаллов и тонких полимерных пленок. Хотя отдельные молекулы не обладали светоизлучающими свойствами, их кристаллы испускали яркий зеленый свет при облучении ультрафиолетом. С помощью рентгеноструктурных исследований авторы определили строение кристаллов: через кристалл исследуемого вещества пропускали рентгеновские лучи, которые отражались на детектор по определенной траектории в зависимости от строения анализируемого соединения.

Авторы работы установили, что в кристаллах расстояние между атомами палладия настолько маленькое, что металлы взаимодействуют между собой. Это взаимодействие приводит к перераспределению электронов, в результате чего вещество может переходить в излучающее состояние. С помощью вычислений ученые выяснили, что взаимодействию между атомами палладия способствует синергетическая, то есть взаимно «усиливающая», комбинация нескольких типов притягательных взаимодействий между органическими фрагментами. Также оказалось, что, заменив атомы палладия на атомы платины, можно получить материалы с желтым, оранжевым и красным цветом излучения.

«Палладий относится к металлам платиновой группы и имеет большее по сравнению с платиной и иридием содержание в земной коре, однако, несмотря на это, его соединения практически не используются в светоизлучающих материалах, потому что много энергии рассеивается в виде тепла. Нам удалось не только получить новые соединения палладия с эффективной люминесценцией, но и — что на мой взгляд более важно — разработать рецепт дизайна нового типа светоизлучающих материалов», — рассказал руководитель проекта Михаил Кинжалов, доцент кафедры физической органической химии Санкт-Петербургского государственного университета.

Результаты исследования, поддержанного грантом Президентской программы Российского научного фонда, опубликованы в журнале Inorganic Chemistry.

Хочешь всегда знать и никогда не пропускать лучшие новости о развитии России? У проекта «Сделано у нас» есть Телеграм-канал @sdelanounas_ru. Подпишись, и у тебя всегда будет повод для гордости за Россию.