Ученые ЮУрГУ синтезировали новые гетероциклические молекулы для органических материалов. Данные материалы, за счет своей способности преобразовывать свет в дешевое электричество, применяются в изготовлении органических светодиодов. Исследование проводится в рамках стратегического проекта «Фундаментальные основы синтеза и эксплуатации перспективных материалов» программы «Приоритет 2030».
Дисплеи, изготовленные из органических светодиодов (сокр. OLED), встраиваются в смартфоны, планшеты, электронные книги, цифровые фотоаппараты, автомобильные бортовые компьютеры, умные часы, фитнес-браслеты и др. В настоящее время OLED-технология применяется во многих узкоспециализированных разработках, например, для создания приборов ночного видения.
Научные сотрудники НОЦ «Нанотехнологии» ЮУрГУ синтезируют новые отдельные гетероциклические молекулы и исследуют их реакций С-Н активации. Такие реакции широко используются для получения различных органических полупроводниковых материалов и биологически активных соединений. Соединения, состоящие из гетероциклических фрагментов, обладают уникальными свойствами сверхпроводимости, люминесценции, жидкокристалличности в материалах.
Ученые впервые исследовали реакции С-Н активации новых электроноакцепторных билдинг-блоков на основе халькогенадиазолов и получили новые соединения для органических светодиодов. Такие вещества обладают высоким квантовым выходом флуоресценции, по сравнению с аналогами, что делает их перспективными для использования в органических светодиодах.
«Гетероциклические молекулы являются π-сопряженными органическими молекулами, которые сейчас привлекают большое внимание ученых благодаря их способности оптимизировать многие физические свойства, такие как светопоглощение, светоизлучение, подвижность носителей заряда, проводимость и другие», – поясняет кандидат химических наук, старший научный сотрудник научно-образовательного центра «Нанотехнологии» Тимофей Чмовж.
Ученые ЮУрГУ нашли оптимальную комбинацию донорно-акцепторного механизма формирования химической связи в соединениях гетероциклических молекул. Новая комбинация обеспечит высокоэффективность органических материалов, излучающих свет при прохождении через них электрического тока. Подбор донорных и акцепторных фрагментов проводился путем квантово-химических расчетов.
Для синтеза акцепторов использовались дешевые реагенты, такие как пара-фенилендиамин и тиоцианат аммония. Для получения конечных красителей применялись реакции С-Н активации в присутствии палладиевых катализаторов. Вещества помещались в колбу, и реакционная смесь кипятилась в атмосфере аргона в течение суток.
«Было показано, что использование в качестве окислителя оксида серебра позволяет получать соединения с тиофеновыми заместителями различного строения. Полученные вещества можно рассматривать в качестве полезных компонентов для органических светодиодов OLED», – рассказывает Тимофей Чмовж.
Синтетическая часть работы, а также исследование строения полученных соединений проходили в лабораториях НОЦ «Нанотехнологии» ЮУрГУ и в лаборатории полисераазотистых гетероциклов института органической химии имени Н. Д. Зелинского РАН.
Южно-Уральский государственный университет – это университет трансформаций, где ведутся инновационные исследования по большинству приоритетных направлений развития науки и техники. В соответствии со стратегией научно-технологического развития РФ университет сфокусирован на развитии крупных научных междисциплинарных проектов в области цифровой индустрии, материаловедения и экологии. В 2021 году ЮУрГУ победил в конкурсе по программе «Приоритет 2030». Вуз выполняет функции регионального проектного офиса Уральского межрегионального научно-образовательного центра мирового уровня (УМНОЦ), который призван решить задачи национального проекта «Наука и университеты».
Читайте нас: