Les cellules solaires organiques ont une variété d'applications dans le domaine de l'électronique, en particulier dans le développement de nouveaux appareils électroniques comme les appareils portables. Souvent, ces batteries sont composées de molécules semi-conductrices organiques, qui sont légers et robustes. Ainsi, trouver de nouvelles stratégies pour le développement de ces molécules semi-conductrices a été l'objectif de nombreux scientifiques du monde entier. Mais habituellement, la synthèse de ces molécules implique l'utilisation de catalyseurs de métaux rares coûteux. Cela se traduit non seulement par un coût de fabrication élevé, mais la possibilité que les catalyseurs métalliques soient contaminés rend le processus difficile.

À cette fin, dans une nouvelle étude publiée dans Angewandte Chemie Édition Internationale , un groupe de recherche à l'Université d'Okayama, dont le professeur Seiji Suga et le professeur agrégé Koichi Mitsudo, a développé un nouveau système de réaction pour synthétiser des dérivés de thiénoacène, des éléments clés de la synthèse de semi-conducteurs organiques. Les scientifiques se sont concentrés sur la construction de liaisons carbone-soufre (C-S) par électrolyse organique, ce qui est une réaction respectueuse de l'environnement. Le professeur Suga explique, "Nous nous sommes concentrés sur les obligations C-S, car ils sont abondants et significatifs dans le domaine de la pharmacie et de la science des matériaux, comme dans certains médicaments antidépresseurs et antifongiques."

Classiquement, Les liaisons C-S sont construites via une méthode appelée "couplage croisé catalysé par un métal de transition, " qui nécessite l'utilisation de catalyseurs de métaux rares. Cela rend la réaction coûteuse et, Donc, infaisable. Ainsi, dans cette étude, les scientifiques se sont concentrés sur une approche différente, appelé « formation de liaison électrochimique carbone-hétéroatome, " qui est une réaction respectueuse de l'environnement nécessitant des conditions douces. Bien que plusieurs nouvelles réactions électrochimiques de couplage carbone-hétéroatome aient été signalées dans le passé, ces réactions n'avaient jamais été utilisées pour synthétiser des thiénoacènes jusqu'à présent. Le professeur Suga dit, « Au cours des dernières années, nous nous sommes intéressés au développement de nouvelles méthodes de synthèse de thiénoacène, dérivés d'acène qui ont de bons antécédents en électrochimie organique et sont des candidats attrayants pour des matériaux organiques utiles. »

Ayant établi la base de leur étude, les scientifiques ont ensuite creusé plus profondément pour trouver de nouvelles méthodes électrochimiques pour la synthèse du thiénoacène. Ils ont constaté que la formation de liaison C-S souhaitée se produisait en douceur en présence d'un ion "bromure", qui agit comme un puissant promoteur de la réaction. En utilisant cette stratégie, les scientifiques ont réussi à synthétiser des types de dérivés de thiénoacène appelés « dérivés de thiénoacène -expansés ». De façon intéressante, cette étude est la première à signaler la formation réussie de liaisons C-S pour la synthèse de dérivés de thiénoacène. Le professeur Suga explique, "Notre étude a été la première à rapporter une réaction de déshydrogénation électro-oxydative pour produire des liaisons C-S pour les thiénoacènes. Nous avons découvert que l'ion bromure, qui favorise catalytiquement la réaction en tant que médiateur halogène, est essentiel à la réaction.

Cette étude offre l'espoir que, à l'avenir, des molécules semi-conductrices organiques peuvent être produites à l'aide d'une technique rentable, sans avoir besoin d'utiliser des catalyseurs métalliques coûteux. Le professeur Suga conclut, "La clé de cette recherche réside dans la méthode de 'synthèse électrochimique, ' qui est une source d'énergie propre et renouvelable. les scientifiques de l'université d'Okayama espèrent réaliser une synthèse organique durable avec un impact minimal sur l'environnement. Ainsi, cette étude est également une étape importante vers la réalisation des objectifs de développement durable des Nations Unies et, partant, la promotion d'un avenir meilleur pour l'humanité.