Ученые выяснили, как управлять свечением «светящихся» молекул

Максим Наговицын05.05.2025718

Ученые Томского политеха вместе с коллегами разобрались, как работают светящиеся молекулы — цинк-порфириновые олигомеры.

Ученые выяснили, как управлять свечением «светящихся» молекул
Источник: нейросеть

Оказалось, что их свечение можно контролировать, меняя размер и структуру. Это открытие может пригодиться для создания гибких экранов, солнечных батарей и даже медицинской диагностики.

Результаты работ опубликованы в журнале Chemical Physics Letters.

Эти молекулы — странные. Обычно соединения, излучающие в ближнем инфракрасном диапазоне, быстро теряют энергию и почти не светятся.

Но цинк-порфириновые олигомеры светятся ярко, хотя по всем теориям не должны.

Никто не мог объяснить, почему. Теперь ученые поняли, как это работает.

Как проводили исследование:

  • Создали точные компьютерные модели молекул.
  • Просчитали, как они поглощают и переизлучают свет.
  • Выяснили, какие процессы «крадут» энергию и мешают свечению.

Оказалось, что яркость зависит от длины молекулярной цепочки:

  • Короткие (2 звена) светятся слабо — всего на 1% от возможного.
  • Средние (3-4 звена) — уже на 41%.
  • Длинные (5 звеньев) снова теряют эффективность.

Ученые также попробовали менять структуру молекул, добавляя разные «заместители». Это помогло усилить свечение на 30-60%.

Где пригодится результат исследования

  • В медицине: ИК-свечение лучше проникает через ткани, что полезно для диагностики и лечения.
  • В электронике: гибкие OLED-экраны, сенсоры, солнечные батареи.

Мы не просто подтвердили аномалию, а разобрались, как именно эти молекулы светятся, — говорит Елена Степанова, руководитель исследования.

Это фундаментальное открытие, но с прямыми практическими последствиями.

  • Для науки — наконец-то понятен механизм аномально яркого ИК-свечения, что поможет предсказывать свойства других подобных молекул.
  • Для технологий — возможность тонко настраивать свечение открывает двери для новых типов дисплеев (например, более энергоэффективных или работающих в ИК-диапазоне).
  • Для медицины — ИК-метки на основе таких молекул смогут «подсвечивать» опухоли или воспаления глубже и точнее.

Теперь можно не эмпирически, а осознанно проектировать материалы с нужными свойствами.

Ранее ученые вырастили светящиеся цветы.

Подписаться: Телеграм | Дзен | Вконтакте


Хайтек


Лента новостей

Пресс-релизы