Получены вещества, которые могут служить полупроводниками в солнечных батареях
Группа ученых Уральского отделения РАН и Уральского федерального университета синтезировала новые производные триазолоптеридина — трициклического продукта на основе азотсодержащего гетероциклического соединения пиримидина. После изучения свойств полученных соединений исследователи пришли к выводу, что новые вещества перспективны для применения в качестве полупроводников в различных органических оптоэлектронных устройствах.
Полициклические производные пиримидина привлекают особое внимание исследователей благодаря широкому спектру полезных свойств и направлений практического применения. Например, в качестве нитроароматических детекторов, флуоресцентных химических сенсоров, люминофоров для OLED-дисплеев, люминесцентных сцинтилляторов. Производные птеридинов также используются как материалы для органической электроники — флуорофоры, флуоресцентные лиганды для анализа ДНК и РНК, органические катализаторы, полупроводники и катодные материалы для литий- и натрий-ионных аккумуляторов.
Впервые триазоло[a]птеридин получен в 1981 году, и с тех пор в научной литературе были представлены лишь единичные примеры синтеза подобных структур. А реакционная способность и свойства этих соединений до сих пор не изучались. Ученые УрО РАН и УрФУ поставили перед собой задачу установить, как те или иные заместители в различных положениях гетероцикла влияют на его характеристики, другими словами — как с помощью заместителей добиться тонкой настройки необходимых свойств.
«Прежде всего, нас интересовало, насколько эффективно новые вещества поглощают и испускают свет, а также проводят электрический ток. В ходе исследований мы определили общие тенденции влияния природы заместителей на поглощение и испускание полученных соединений. Это было нужно для того, чтобы впоследствии смещать полосы поглощения и испускания в нужную область, например, в область солнечного излучения, и применять данные соединения в качестве красителей для солнечных батарей.
Так, мы обнаружили, что введение заместителей в пиразиновый цикл триазолоптеридиновой системы оказывает более значительное влияние на свойства соединений, чем заместитель в триазольном кольце», — комментирует Денис Газизов, младший научный сотрудник Института органического синтеза им. И. Я. Постовского УрО РАН, руководитель исследований, соавтор статьи.
Также выяснилось, что у некоторых производных триазолоптеридина значительное изменение спектра поглощения и испускания световой энергии происходит в присутствии небольшого количества, порядка 100-миллионных долей, органических пероксидов (перекисей).
«Это является предпосылкой к разработке на основе полученных соединений сенсоров на органические пероксиды, которые не только широко используются в производстве полимеров, но и являются легковоспламеняющимися, взрывоопасными и токсичными веществами», — подчеркивает Герман Лебедкин, инженер-исследователь Лаборатории медицинской химии и перспективных органических материалов УрФУ, участник исследовательской группы и соавтор статьи.
Более того, некоторые из синтезированных соединений продемонстрировали хорошую подвижность носителей заряда, как электронного, так и дырочного типа. «Это величина, которая характеризует полупроводниковые свойства — то, насколько хорошо вещество проводит электрический ток. Полученные значения оказались сопоставимы с широко используемыми нефуллереновыми акцепторами. Наконец, полученные соединения оказались достаточно термостабильными в атмосфере воздуха. Это также является их преимуществом, так как зачастую материалы на основе органических молекул характеризуются химической неустойчивостью и, соответственно, очень небольшим циклом жизни», — добавляет Денис Газизов.
Все это, по словам Газизова, открывает перспективу использования синтезированных веществ в качестве полупроводниковых материалов в органических оптоэлектронных устройствах, в первую очередь — в солнечных батареях. Эта тематика — предмет дальнейших исследований уральских ученых.
Добавим, что в проведенной научной работе участвовали сотрудники Института физической химии и электрохимии РАН. Исследования поддержаны Министерством науки и высшего образования и Российским научным фондом. Статья о проведенной работе опубликована в журнале Dyes and Pigments.
Telegram 
Дзен 
VK Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Мы много знаем о том, как цивилизации до нас строили дома и дороги, но с объектами материальной культуры дела обстоят сложнее. Ремесленные техники часто хранились в строгом секрете и могли быть случайно утрачены при неудачном стечении обстоятельств. Так случилось с ювелирной техникой цзинь чжэ сы.
Японские исследователи выловили у берегов Окинавы пластиковую бутылку с узким горлышком, внутри которой сидел большой живой краб. В итоге ученые смогли найти ответы на несколько возникших в связи с этой находкой вопросов: как краб попал в бутылку, сколько там находился и как ему удалось выжить?
Ученые Южного федерального университета исследовали новую светочувствительную молекулу и обнаружили, что она ведет себя совсем не так, как ожидалось. Благодаря необычным свойствам она может стать основой для создания умных материалов, сенсоров и лекарств, которые будут активироваться светом именно там, где нужно, например, для борьбы с опасными бактериями.
Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
В вакууме космоса два металлических предмета, прижатые друг к другу, могут спонтанно свариться без какого-либо нагрева. Из-за отсутствия кислорода на поверхностях деталей разрушается защитный слой, в результате чего свободные электроны начинают мгновенно перемещаться между ними и соединяют два элемента в один монолит.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно