Scientifiques de l'Université d'État de Tomsk (Russie), avec des collègues de Suède et de Finlande, ont créé un algorithme pour calculer les caractéristiques photophysiques et luminescentes des molécules. Cet algorithme permet de calculer les propriétés optiques et luminescentes (luminosité et rendement quantique de fluorescence) de molécules et de substances avec des méthodes de haute précision de la chimie quantique. Les résultats sont publiés dans Chimie Physique Physique Chimique .

"Avec cet algorithme, nous pouvons prédire les propriétés des molécules et des substances avec un ordinateur, et c'est beaucoup moins cher que d'acheter du matériel pour les synthétiser et mesurer leurs propriétés, " dit Rachid Valiyev, l'un des auteurs de l'étude, professeur agrégé de la Faculté de physique de la TSU. "Cela fournit un outil accessible pour l'analyse et la prédiction. Et sur la base de notre prédiction, nous pouvons synthétiser des requêtes plus spécifiques avec les propriétés souhaitées dans divers domaines. Maintenant, par exemple, dans un autre projet, nous prévoyons des recherches sur la prédiction des propriétés des médecines traditionnelles."

Les chercheurs qui ont créé l'algorithme incluent également Victor Cherepanov (TSU), Gleb Baryshnikov (TSU et KTH Royal Institute of Technology à Stockholm, Suède), et Dage Sundholm (Université d'Helsinki, Finlande). Pour les calculs, ils ont utilisé la théorie photophysique et le modèle de Bixon et Jortner; comme outil pour calculer les quantités requises, ils ont utilisé des méthodes modernes non empiriques de chimie quantique sans ajustement de coefficients expérimentaux. Ainsi, il était possible de prédire les propriétés des molécules organiques et organométalliques sans les synthétiser à l'avance.

L'algorithme permettra la conception de molécules et de substances pour les futurs dispositifs optiques tels que les LED organiques et les lasers. La recherche a été menée dans le cadre du projet New Electroluminescent Materials for Highly Efficient Organic Light-Emitting Diodes (OLED), dont le chef est Rashid Valiyev.

Les diodes électroluminescentes organiques (OLED) sont une alternative moins chère et plus écologique aux sources lumineuses inorganiques traditionnelles. Le processus de fabrication des OLED est également relativement plus simple. Les LED organiques ont un avantage sur les lampes à incandescence classiques, car ils fonctionnent à faible puissance et présentent un rendement élevé. Ils émettent de la lumière mais presque pas de chaleur; de plus, elles éclairent une surface beaucoup plus grande par rapport aux lampes à incandescence, grâce à leur direction de rayonnement contrôlée.

Les scientifiques ont calculé les caractéristiques optiques des molécules connues utilisées dans la technologie OLED (Alq3, Ir (ppy) 3, hétéro[8]circulènes), thérapie photodynamique (psoralène), technologie laser (PM567) et dans les applications des nanotechnologies (polyacènes et porphyrines). Maintenant, en utilisant cet algorithme, l'équipe étudie les propriétés luminescentes des dérivés du carbazole, hétéro[8]circulènes, afin d'obtenir une recette pour créer des dispositifs OLED hautement efficaces à base de ces composés.

"Nous sommes tous constitués de molécules, et la physique est au cœur de tout, même la chimie et la biologie. Essentiellement, mon travail se situe au croisement de trois sciences :la physique, chimie, et la biologie. Astronomie, et précisément, l'astrochimie est une autre science qui en est encore plus proche. Des découvertes et des réalisations se font désormais au croisement des sciences, plutôt que dans un domaine spécialisé étroit; toute science se développe dans la collaboration, " dit Rashid Valiyev à propos de ses recherches.