Les scientifiques ont mis au point des fluorophores 2,4 à 20 fois plus intenses que les analogues.
Ce nouveau matériau permettra d'améliorer les écrans des smartphones, des ordinateurs et des téléviseurs.
Les scientifiques ont développé, synthétisé et étudié une série de nouveaux fluorophores, un composé chimique lumineux. Il s'agit des nouveaux systèmes de balles à base de cyanopyrazine. Des études ont montré que la présence d'une substance du groupe cyanopyrazine dans la composition des fluorophores augmente considérablement l'efficacité des diodes électroluminescentes organiques (OLED). Cela signifie qu'elles peuvent être utilisées pour créer de nouveaux matériaux permettant d'améliorer la luminosité des écrans des smartphones, des ordinateurs et des téléviseurs. Un article décrivant la recherche et ses résultats a été publié dans la revue Dyes and Pigments.
Une des LED organiques assemblées basées sur des systèmes push-pull contenant un fragment de cyanopyrazine.
Ruslan Gadirov
Selon le chef de l'équipe de recherche, directeur de l'Institut Postovsky de synthèse organique de la branche ouralienne de la RAS, membre du Laboratoire de chimie médicale et de matériaux organiques avancés de l'Université fédérale de l'Oural Egor Verbitskiy, les physiciens savaient d'avance que l'introduction de groupes cyanogroupes dans les fluorophores peut conduire à une amélioration des propriétés et de l'efficacité globale des OLED.
"Nous avons donc modifié le système push-pull à base de pyrazine avec des cyanogroupes et avons étudié comment cela affectait les propriétés photophysiques des fluorophores et les performances des OLEDs basées sur ce système. Le phénomène de TADF, dû aux particularités de la structure de la substance initiale, ne s'est pas produit, bien qu'il existe des conditions préalables à son apparition. Cependant, il s'est avéré que l'introduction d'un groupe cyanogène intensifie les interactions intermoléculaires, à la suite de quoi ce ne sont pas des molécules individuelles mais des complexes de molécules qui commencent à fluorescer. Par conséquent, l'intensité de la luminescence a été multipliée par 2,4 à 20, et la luminosité de la lumière émise par 75. De tels résultats ont été démontrés par plusieurs prototypes de dispositifs fabriqués par nos collègues et co-auteurs de l'Université d'État de Tomsk. Il est également important que nous ayons utilisé des composés peu coûteux et accessibles dans nos recherches", déclare Egor Verbitskiy.
Dans des travaux de recherche antérieurs, les chimistes ont démontré que l'un des composés les plus prometteurs en tant que partie acceptrice (attirant les électrons) dans les systèmes push-pull est le cycle pyrazine (autre nom : 1,4-diazine), un composé d'azote, d'hydrogène et de carbone qui a un effet important d'acceptation des électrons.
Une étude des propriétés d'une large gamme de systèmes push-pull à base de 1,4-diazine a révélé que l'ajout d'un cycle benzénique au cycle pyrazine peut améliorer l'efficacité et la luminosité des OLEDs produites. En même temps, certaines OLED ont tendance à présenter une fluorescence retardée activée thermiquement (TADF). Ceci est mis en évidence par l'augmentation de la durée de vie de la fluorescence.
Il convient de noter que les scientifiques de l'Institut Postovsky de synthèse organique de la branche ouralienne de l'Académie des sciences de Russie, de l'Université fédérale de l'Oural (UrFU, Yekaterinburg) et de l'Université d'État de Tomsk travaillent à la création de nouveaux fluorophores.
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