Structure chimique de la molécule et photographies de phosphorescence prises sous irradiation UV. Crédit : Université d’Osaka
Une équipe de recherche dirigée par l’Université d’Osaka a découvert que la nouvelle molécule organique thiényl dicétone présente une phosphorescence à haut rendement. Elle atteint une phosphorescence plus de dix fois plus rapide que les matériaux traditionnels, ce qui a permis à l’équipe d’élucider ce mécanisme.
L’article est publié dans la revue Sciences chimiques.
La phosphorescence est une fonction optique précieuse utilisée dans des applications telles que les écrans électroluminescents organiques (OLED) et le diagnostic du cancer. Jusqu’à présent, obtenir une phosphorescence à haut rendement sans utiliser de métaux rares tels que l’iridium et le platine constituait un défi de taille. La phosphorescence, qui se produit lorsqu’une molécule passe d’un état à haute énergie à un état à basse énergie, entre souvent en compétition avec les processus non radiatifs où la molécule perd de l’énergie sous forme de chaleur.
Cette compétition peut conduire à une phosphorescence lente et à une moindre efficacité. Bien que des recherches antérieures aient indiqué que l’incorporation de certains éléments structurels dans des molécules organiques pouvait accélérer la phosphorescence, ces efforts n’ont pas égalé la vitesse et l’efficacité des matériaux à base de métaux rares.
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Graphique montrant l’accélération de la phosphorescence et son impact sur l’efficacité. Les losanges oranges sont des thiényl dicétones et les points bleus sont les molécules précédentes. kp représente le taux de phosphorescence. Augmentation de kp permet d’améliorer l’efficacité. Crédit : Université d’Osaka
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Image présentant le mécanisme de la phosphorescence rapide. Les rayons de lumière bleue se rassemblent dans la molécule pour générer des piliers jaunes audacieux, représentant l’accélération de la phosphorescence par le mélange d’états singulets. Crédit : 2024 YAP. Co., Ltd.
La découverte de la nouvelle molécule organique thiényl dicétone par l’équipe de recherche représente une avancée significative dans le domaine. Yosuke Tani, auteur principal de l’étude, a déclaré : « Nous avons découvert cette molécule par hasard et nous ne comprenions pas au départ pourquoi elle présentait des performances aussi supérieures. Cependant, au fur et à mesure que nos recherches progressaient, nous avons commencé à relier les pièces du puzzle et à approfondir notre compréhension. »
« Nos recherches ont permis de mieux comprendre le mécanisme à l’origine des performances de cette molécule que n’importe quel autre matériau phosphorescent organique », explique le Dr Tani. « Néanmoins, nous pensons qu’il reste encore beaucoup à explorer et nous sommes enthousiasmés par ses applications potentielles. »
Cette recherche fournit de nouvelles lignes directrices de conception pour le développement de matériaux phosphorescents organiques qui ne dépendent pas de métaux rares, offrant le potentiel de surpasser et de remplacer ces matériaux dans diverses applications. Les résultats promettent des avancées significatives dans les domaines des OLED, de l’éclairage et du diagnostic médical, entre autres.
Plus d’information:
Yosuke Tani et al., Phosphorescence rapide, efficace et à bande étroite à température ambiante à partir de 1,2-dicétones sans métal : conception et mécanisme rationnels, Sciences chimiques (2024). DOI: 10.1039/D4SC02841D
Fourni par l’Université d’Osaka
Citation:Une nouvelle molécule organique brise les records d’efficacité de phosphorescence et ouvre la voie à des applications rares sans métaux (2024, 4 juillet) récupéré le 4 juillet 2024 sur
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