Физики из Томского Государственного Университета разработали модель, по которой можно вычислить эффективность переноса энергии и заряда в наноматериалах из первых принципов до синтеза материалов. Это сэкономит время и позволит быстро разрабатывать эффективные наноустройства.

Модель применима к большим молекулам, содержащим лантаниды. Это очень сложный объект для изучения, который удалось просчитать без экспериментальных измерений и синтеза.

«Даже сегодня моделирование электронных свойств одиночных ионов лантанидов — это настоящий челлендж для теоретической квантовой химии. Мало кто умеет это делать. Мы же вычислили эффективность или скорость переноса энергии между электронными состояниями различной мультиплетности молекулярных комплексов с лантанидами, что является уникальным моделированием», — рассказал старший научный сотрудник лаборатории квантовой механики молекул и радиационных процессов ТГУ Рашид Валиев.

Апробированием модели занялись китайские ученые из Харбинского политехнического университета. На основе этой модели они смогли разработать нанопреобразователи —устройства, увеличивающие эффективность переноса энергии между донором и акцептором в задачах биофотоники. Ученые смогли заранее увидеть, как биоматериалы будут работать эффективнее, не тратя лишних средств на дополнительные эксперименты.

«Они провели измерения для нашей модели. То, что мы предсказали, очень хорошо сходится с экспериментом. Наша модель работает. В дальнейшем ее можно применять в области разработки дизайна органических светодиодов — OLED», — отметил Рашид Валиев.

Эта модель применима не только для области биофотоники. С ее помощью можно предсказывать характеристики любых нанодевайсов, где происходит процесс переноса энергии и заряда.

Результаты исследования опубликованы в журнале Chemical Engineering Journal (Q1). 

Источник: ТГУ

Фото: ТГУ