Un groupe de chercheurs de l'Université de Lund en Suède a fabriqué la première molécule à base de fer capable d'émettre de la lumière. Cela pourrait contribuer au développement de matériaux abordables et respectueux de l'environnement, par ex. cellules solaires, sources lumineuses et affichages.

Depuis plus de 50 ans, les chimistes ont développé des molécules de colorant à base de métal pour un large éventail d'applications différentes, tels que les écrans et les cellules solaires. Cela impliquerait idéalement des métaux communs et respectueux de l'environnement comme le fer, mais malgré un certain nombre de tentatives, personne n'a été en mesure de développer une molécule de colorant à base de fer pouvant émettre de la lumière jusqu'à présent. Les chercheurs du monde entier ont donc plutôt dû recourir plus largement à divers métaux rares et précieux, comme le ruthénium, qui ont plus facilement fourni les propriétés recherchées.

Grâce à une conception moléculaire avancée, les chercheurs de Lund ont maintenant manipulé avec succès les propriétés électroniques des molécules à base de fer afin qu'elles ressemblent beaucoup mieux aux substances à base de ruthénium.

En faisant cela, ils ont, pour la première fois, a créé une molécule de colorant à base de fer qui est capable non seulement de capturer la lumière, mais aussi par la suite émettre une lumière d'une couleur différente. Ce dernier est nettement plus difficile à réaliser, ce qui explique pourquoi la réalisation des chercheurs en montrant que la nouvelle molécule de fer émet de la lumière orange est si importante.

"Les alchimistes médiévaux ont essayé de produire de l'or à partir d'autres substances, mais a échoué. On pourrait dire que nous avons réussi à faire l'alchimie moderne en donnant au fer des propriétés qui ressemblent à celles du ruthénium", dit Kenneth Wärnmark, Professeur de chimie à la Faculté des sciences de l'Université de Lund.

La nouvelle étude, qui est maintenant publié dans La nature , décrit un complexe de fer avec une durée de vie record dans son état absorbant la lumière et luminescent :100 picosecondes, soit moins d'un milliardième de seconde. Mais malgré l'intervalle de temps apparemment incroyablement court, c'est bien suffisant.

« Dans le monde de la chimie, c'est assez de temps pour que les molécules émettent de la lumière", dit Villy Sundström, Professeur de chimie à l'Université de Lund.

Ces résultats constituent une étape importante vers d'éventuelles applications futures en tant que matériau luminescent, comme pour l'éclairage et les affichages, ainsi que des absorbeurs de lumière dans les cellules solaires et des photocatalyseurs pour la production de combustible solaire. Pour atteindre cet objectif, un développement continu de nouveaux, et des molécules encore meilleures sont nécessaires.

« Nous prévoyons que la prochaine étape pour développer les molécules réelles adaptées aux applications commerciales pourrait prendre encore cinq ans », dit Petter Persson, chercheur en chimie à l'Université de Lund.

Outre les chercheurs de Lund, l'étude a inclus des chercheurs du laboratoire Ångström à Uppsala et de Copenhague.