Группа ученых из ЮФУ, МГУ и нескольких институтов РАН синтезировала несколько комплексов на основе европия и иттербия, излучающих свет в чрезвычайно узком красном и инфракрасном диапазоне. Материалы на основе этих комплексов могут найти широкое применение в современных технологиях, включая люминесцентные термометры и органические светодиоды (OLED).
На протяжении уже более 20 лет отдел химии координационных соединений Научно-исследовательского института физической и органической химии (НИИ ФОХ ЮФУ) в лице главного научного сотрудника Анатолия Бурлова сотрудничает с учеными кафедры неорганической химии МГУ имени М.В. Ломоносова: доктором химических наук, профессором Кузьминой Н. П. и доктором химических наук, профессором Уточниковой В.В. Основное внимание уделяется синтезу координационных соединений металлов с хелатирующими органическими лигандами и изучению их строения, фото- и электролюминесцентных свойств.
Координационные соединения – это вещества, образованные из органических молекул и солей металлов. В НИИФОХ ЮФУ имеется большой опыт по синтезу органических хелатирующих лигандов и их комплексов с различными металлами.
«Наша группа занимается синтезом органических хелатирующих лигандов и их комплексов с 3d-металлами (медь, никель, кобаль, кадмий, цинк). Среди них особое внимание уделяется координационным соединениям цинка и кадмия, обладающим фото-, электролюминесцентными свойствами, и конструированию на их основе OLED устройств», – рассказал Анатолий Бурлов.
Основным преимуществом OLED по сравнению с неорганическими (LED) является возможность изготовления источников света большой площади, в том числе на гибкой основе. Молекулярный дизайн люминофоров и подбор соотношения компонентов в светоизлучающих слоях OLED-устройств позволяет широко варьировать спектральный диапазон излучения, что делает их идеальными для использования в освещении, дизайне интерьеров, автомобильной промышленности и агрофотонике. Однако важным условием для их внедрения по-прежнему остается снижение себестоимости, повышение энергоэффективности и увеличение срока службы.
Так, в недавнем исследовании, результаты которого опубликованы в издании Optical Materials, группа ученых из МГУ, ЮФУ и нескольких институтов с РАН синтезировала ряд комплексов лантаноидов с ароилгидразонами 2-(N-тозиламино)бензальдегида, среди которых были комплексы европия и иттербия, излучающих свет в красном и инфракрасном диапазонах.
«Синтезированные комплексы европия и иттербия обеспечивали как температурную зависимость люминесценции, так и устойчивость к нагреванию, а также подвижность ионов в электрическом поле. Последнее свойство позволило получить на основе этих комплексов OLED, которые в дальнейшем можно использовать в качестве компонентов дисплеев и биомедицинских приборов. Комплексы европия были получены в качестве источников красного света, а комплексы иттербия – как инфракрасные излучатели», – поделился Анатолий Бурлов.
При этом ученый отметил, что термометры на основе синтезированных комплексов смогут измерять температуру с точностью до десятых долей градуса, что важно для промышленных и научных применений. Например, некоторые соединения могут работать при экстремально низких температурах (от -193°C до -73°C), другие – при высоких (до 400°C). Эти достижения открывают новые перспективы для разработки эффективных и экономически выгодных технологий, способных изменить множество отраслей: от промышленности и медицины и до экологического мониторинга.