Des chercheurs découvrent un complexe de transfert de charge photo-induit entre une amine et un imide

Une équipe de recherche dirigée par le professeur Zhang Guoqing de l’Université des sciences et technologies de Chine (USTC) de l’Académie chinoise des sciences (CAS) a découvert un complexe de transfert de charge photo-induit (PCTC) hautement réactif entre une amine et un imide. Leurs résultats sont publiés dans la revue Chimie.

Le transfert de charge entre les molécules, un processus critique dans les systèmes naturels et synthétiques, joue un rôle fondamental dans la photosynthèse, la respiration et diverses applications de synthèse organique et de conversion d’énergie.

Malgré des recherches approfondies, la création de complexes de transfert de charge stables et sensibles à la lumière dans des systèmes artificiels reste un défi. La découverte des PCTC répond à ce défi en offrant de nouvelles perspectives sur les processus photochimiques complexes.

Les chercheurs ont d’abord découvert que les imides aromatiques et les alkylamines, qui n’interagissent pas de manière significative dans leur état fondamental, forment des PCTC stables lorsqu’ils sont exposés à la lumière UV. Cette interaction a donné naissance à un complexe hautement fluorescent ressemblant à un complexe de Meisenheimer.

L’utilisation de diverses techniques spectroscopiques, notamment la spectrométrie de masse à haute résolution et la spectroscopie à temps résolu, a confirmé la formation et la stabilité de ces complexes.

Les chercheurs ont mené une série d’expériences pour étudier le mécanisme de formation. Ils ont observé que l’interaction entre le naphtalimide et la triéthylamine en solution n’entraînait aucun changement significatif dans les spectres d’absorption ou d’émission en l’absence de lumière.

Cependant, après irradiation UV, de nouvelles caractéristiques spectrales sont apparues, indiquant la formation du PCTC. Ces caractéristiques comprenaient une bande d’absorption distincte et une fluorescence accrue, qui étaient absentes dans les composants individuels.

De plus, les chercheurs ont utilisé le PCTC pour initier la polymérisation d’esters acryliques sous lumière UV, démontrant ainsi son potentiel dans la création de nouveaux matériaux polymères aux propriétés uniques. De plus, le complexe a montré son efficacité dans la réduction du dioxyde de carbone, une réaction cruciale pour relever les défis environnementaux et développer des sources d’énergie durables.

L’une des applications les plus fascinantes du PCTC était sa capacité à stocker l’énergie UV et à la restituer dans l’obscurité. Cette capacité permettait aux processus traditionnellement dépendants d’une exposition continue à la lumière de se dérouler en l’absence de lumière.

La découverte de PCTC hautement réactifs entre les amines et les imides sous lumière UV améliore non seulement notre compréhension des processus de transfert de charge photo-induits, mais ouvre également de nouvelles voies pour des applications pratiques dans la science des polymères, la technologie environnementale et le stockage d’énergie.