Российские и итальянские исследователи синтезировали комплексы химического элемента диспрозия, которые при облучении способны светиться. Также химики выяснили, что эти люминесцентные характеристики можно улучшить путём замены молекул обычной воды в их составе на молекулы «тяжёлой», а также замены атомов диспрозия на их люминесцирующий аналог. Исследование осуществлялось при поддержке Российского научного фонда (РНФ).
Комплексы диспрозия, изученные учёными, имеют лиганд из класса гетероциклических дикетонов. Такой лиганд функционирует как своего рода антенна: поглощает внешнее излучение, передавая его на лантаноид. Последний же, в свою очередь, излучает собственный свет. Поэтому изученные комплексы диспрозия могут преобразовывать излучение в собственное, но с другой длиной волны.
Однако в этом процессе происходит частичное тушение люминесценции. Чтобы исправить этот недостаток, учёные при синтезе добавили в комплексы диспрозия гадолиний. Светиться этот элемент не способен. Также химики предположили, что если заменить обычную воду в составе диспрозия на «тяжёлую» (в которой место водорода занимает дейтерий), то свойства комплексов улучшатся.
И действительно — после замены люминесценция комплексов была вдвое ярче и затухала в три раза медленнее. У соединений, в которых часть диспрозия была заменена на гадолиний, скорость затухания также уменьшилась, однако эффективность свечения при этом снизилась.
«Предложенные нами подходы помогут при разработке новых источников белого света, в частности органических светоизлучающих светодиодов. В дальнейшем мы планируем провести подобные эксперименты и с другими лантаноидами», — рассказывает руководитель проекта по гранту РНФ Илья Тайдаков, доктор химических наук, руководитель группы «Молекулярная спектроскопия люминесцентных материалов» ФИАН.Фото: Дмитрий Христолюбов
Это новость от журнала ММ «Машины и механизмы». Не знаете такого? Приглашаем прямо сейчас познакомиться с этим удивительным журналом.