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 им. А. Н. Несмеянова РАН (Москва) совместно с коллегами из Физического института им. П. Н. Лебедева РАН (Москва) и Института неорганической химии им. 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 им. А. Н. Несмеянова РАН.
