Химики МГУ создали новые органические молекулы с управляемой флуоресценцией. Процесс управления происходит с помощью электрического тока. Исследование, опубликованное в журналах Dyes and Pigments и European Journal of Organic Chemistry, открывает путь к созданию перспективных молекулярных переключателей ― «умных» молекул, способных находиться в нескольких различных устойчивых состояниях и обратимо переводиться из одного состояния в другое с помощью внешних воздействий. Подобный принцип работы (обратимое переключение под действием внешнего сигнала между дискретными состояниями, которым можно приписать значения «ноль» и «единица») реализуется в компьютерах с помощью подачи разных уровней напряжения. Здесь же обработчиком информации выступает не кремниевый процессор, а органическая молекула.
Фундаментальная составляющая эксперимента заключается в создании молекул достаточно простого строения, объединяющих в себе функции эффективного флуорофора и электрохимически активного центра, а прикладная ― в том, что новые соединения могут стать компонентами оптоэлектронных устройств и сенсоров нового поколения.
Авторы исследования ― профессор МГУ доктор химических наук Татьяна Магдесиева, кандидат химических наук доцент МГУ Олег Левицкий и аспирант химического факультета МГУ Игорь Пролубщиков. Ученые рассказали о своей работе корреспонденту портала «Научная России».
«Создание “умных” молекул, которые могут работать в той или иной области ― очень важная и актуальная научная задача. <…> Самое интересное в нашем исследовании ― то, что мы можем управлять флуоресценцией, прикладывая потенциалы и пропуская ток. Ее можно разжигать или гасить. Поскольку соединения устойчивы в двух и более состояниях, это может быть полезно для создания молекулярных переключателей или даже молекулярных логических элементов», ― рассказала доктор химических наук Татьяна Магдесиева.
«Особенность наших соединений заключается в том, что они имеют достаточно простой и лаконичный дизайн. Дело в том, что большинство известных химических соединений с флуоресценцией, которой можно управлять с помощью тока, представляют собой довольно большие и сложные молекулы, что серьезно осложняет их синтез и доступность, а также делает их более восприимчивыми к условиям окружающей среды, что снижает их стабильность. Таким образом, по сравнению с ними наши молекулы обладают преимуществом», ― прокомментировал Игорь Пролубщиков.
В дальнейших планах у химиков МГУ ― разработка модельного устройства, демонстрирующего применимость соединений для создания флуоресцентных редокс-переключателей и их устойчивость в ходе множества циклов работы устройства. Авторы намерены исследовать влияние разных заместителей, улучшить параметры полученных соединений и исследовать структуры с новым дизайном.
Подробнее об исследовании ― в наших видео.
Новые молекулы с управляемой флуоресценцией. Комментарий профессора МГУ Т.В. Магдесиевой
Новые молекулы с управляемой флуоресценцией. Комментарий аспиранта МГУ И.В. Пролубщикова
Новость подготовлена при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ
