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 Ученые давно сделали вывод о том, что в поздней Античности монеты перестали представлять собой цену как валюта, однако не было понятно когда именно это произошло. Новое исследование погребения римского воина из бельгийского форта Оденбург показало, в какой момент монеты стали цениться просто весом металла в кошельке.
Долгое время считалось, что гигантские стрекозообразные, жившие 300 миллионов лет назад, стали такими из‑за высокого содержания кислорода. Тогда в атмосфере его было около 30% вместо сегодняшних 21%. Учёные полагали, что крупные насекомые задохнулись бы в нашей атмосфере. Но оказалось, что это не так.
Считается, что современная музыка стала простой и даже примитивной. Ученые из Италии математически проверили эту гипотезу и подтвердили, что даже самые сложные жанры со временем стали дрейфовать к простоте и повторам одних и тех же составляющих.
Шведские биологи отследили миграцию обыкновенного соловья с помощью миниатюрных датчиков-рюкзаков. Как оказалось, при пересечении Сахары и Аравийской пустыни птицы летят только по ночам и не ищут пищу. Соловьи преодолевают пустыню без дозаправки, полагаясь лишь на накопленный заранее жир.
Вода из другой звездной системы оказалась не похожа на земную: в составе третьего межзвездного объекта нашли рекордное содержание дейтерия — тяжелого изотопа водорода. Этот химический след указывает на необычные условия формирования системы, где возникла комета, и меняет представления о сценариях рождения далеких планетных систем.
На границе возможностей оптоволокна лазерный пучок самоорганизовывается в мощный, сфокусированный луч-иглу. Параметры этого излучения таковы, что позволяют в реальном времени без дополнительных ухищрений рассматривать клеточные процессы.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Четыре человека, летящие к Луне, столкнулись с целым рядом мелких неприятностей — от низкой температуры в начале работы до поломки мочевыводящей системы туалета на вторые сутки и необходимости взамен пользоваться пакетами. К счастью, пока самые крупные сложности удалось компенсировать. Но все они вместе могут сдвинуть ситуацию к решению, о котором Naked Science уже говорил в нашем видеоподкасте о миссии: не исключено, что при высадке астронавтов на Луне их корабль состыкуют со Starship не на окололунной, а уже на околоземной орбите.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
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