Три яруса жидкого кристалла.

Инновационная конструкция

для органической электроники.

В то время как системы с π-укладкой, включающие ароматические соединения, довольно распространены, системы, изготовленные из антиароматических звеньев, встречаются редко. NiII норкорроли позволяют создавать структуры с контролируемыми размерами, основанные на взаимодействии между антиароматическими π-электронными системами.

В органической химии существуют системы, в которых молекулы определённого типа, связанные нековалентным взаимодействием, укладываются в стопку, как монеты. Эти так называемые системы π-стэкинга известны как «супрамолекулярные структуры», возникающие благодаря силе диспергирования. Сам π-стэкинг может использоваться при разработке материалов с полезными электронными, оптическими свойствами, в том числе органических полупроводников и сопряжённых полимеров для сенсорных и биомедицинских применений.

Несмотря на то, что большинство технологически значимых систем π-стэкинга было ограничено ароматическими соединениями, есть и соединения противоположного лагеря ‒ антиароматические. Однако они не прижились в подобных системах. Теперь же у команды профессора Маэда получилось выстроить систему π-стэкинга на основе именно антиароматических соединений. Результатом работы стало создание жидкого кристалла с высокой проводимостью.

Это стало возможным благодаря успеху в изучении NiII-координированных норкорролов с модифицированными арильными фрагментами. Они представляют собой уменьшенный аналог порфирина и являются антиароматическими. С выводом этих молекул было немало практических сложностей и, в частности, как раз с π-стэкингом. В данной же работе исследователи предположили, что введение боковых взаимодействующих групп улучшит укладку между звеньями норкоррола. Так и получилось.

Благодаря «трёхъярусной» укладке элементы норкоррола образовали столбчатые структуры, что позволило создать жидкий кристалл с высокой электропроводностью и термотропностью ‒ способностью менять свойства под действием температур.

Исследование открывает перед наукой захватывающие перспективы. Его результаты позволяют разработать стратегию для создания новых соединений на основе молекулярных структур антиароматических элементов. Хотя на пути к развитию этого метода существует множество препятствий, авторов работы вдохновляют новые возможности в области разработки материалов. Если всё получится, мы сможем создать более совершенные и чувствительные устройства, включая оптические и органические электронные компоненты.

По материалам АРМК.