Ученые синтезировали серию хромофоров, перспективных для создания нового класса материалов с нелинейно-оптическими свойствами (NLO). Над созданием материалов работали сотрудники Института органического синтеза Уральского отделения РАН, Уральского федерального (УрФУ, Екатеринбург) и Страсбургского университетов (Франция), Университетов Ренн-1 (Франция) и Пардубице (Чехия).
Результаты совместной работы опубликованы в Journal of Photochemistry & Photobiology, A: Chemistry.
Такие хромофоры впервые получены на основе гетероциклической системы — фуразанопиразина. Они представляют собой пуш-пульные системы — соединения с явно выраженными электронно-донорной и электронно-акцепторной частями и, следовательно, с большой интенсивностью внутримолекулярного переноса заряда.
Подобные органические материалы, отличающиеся значительными, по сравнению с традиционными неорганическими аналогами, коэффициентами NLO, представляют особый интерес для использования в лазерных системах генерации, модуляции и передачи светового излучения. В частности, материалы такого рода перспективны для создания современных волоконно-оптических линий связи.
«Значение нашей работы в том, что, во-первых, одно из полученных соединений характеризуется высокой гиперполяризуемостью, то есть уникальной способностью „изменять“ плоскость поляризации света при воздействии внешнего электрического поля. Другими словами, это соединение обладает яркими нелинейно-оптическим свойствами. Во-вторых, до наших исследований считалось, что производные фуразанопиразина пригодны лишь для разработки новых энергонасыщенных соединений, а также биологически активных соединений, способных воздействовать на различные процессы в живых организмах», — объясняет соруководитель исследовательской группы, ведущий научный сотрудник лаборатории гетероциклических соединений ИОС УрО РАН и младший научный сотрудник научной лаборатории медицинской химии и перспективных органических материалов УрФУ Егор Вербицкий.
Синтезировав новые соединения и изучив их электрохимические, фотофизические, нелинейно-оптические характеристики, ученые впервые продемонстрировали, что круг полезных свойств этого класса соединений не ограничивается вышеперечисленными применениями. Они могут выступать также в качестве сенсоров на различные экотоксиканты, загрязняющие окружающую среду, например, пестициды (гербициды), или проявлять полупроводниковые свойства.
Добавим, исследование поддержал Российский фонд фундаментальных исследований (проект 18-29-23045мк «Новые низкомолекулярные соединения для функциональных слоев гибридных солнечных элементов на пленочной основе»).
УрФУ — один из ведущих вузов России со столетней историей. Расположен в Екатеринбурге — столице Всемирных летних студенческих игр 2023 года. В Год науки и технологий примет участие в конкурсе по программе «Приоритет–2030». Вуз выполняет функции проектного офиса Уральского межрегионального научно-образовательного центра мирового уровня (НОЦ).