Un groupe de physiciens dirigé par Rashid Valiev, professeur agrégé à la Faculté de physique de TSU, a créé un modèle de calcul des caractéristiques photophysiques des molécules, applicable aux molécules de toute nature, y compris les lanthanides de terres rares. En raison de l'introduction de l'effet d'anharmonicité, le modèle peut prédire les propriétés des molécules avant même leur synthèse, sans faire d'expériences. Un article sur le nouveau modèle a été publié dans la revue Chimie Physique Physique Chimique .

La connaissance des propriétés photophysiques et photochimiques des molécules est nécessaire pour de nombreux domaines de la physique, chimie, et la biologie. En particulier, il est utilisé dans le développement de structures OLED pour des affichages stables et lumineux de gadgets et de photosensibilisateurs dans les tâches de thérapie photodynamique, où il est nécessaire de créer un schéma pour la génération efficace d'agents oxydants qui tuent les cellules cancéreuses. Le calcul de la durée de vie des molécules dans un état électronique excité est nécessaire pour l'astrophysique et l'astrochimie, lors de la prédiction de l'efficacité des lasers à colorant et de l'efficacité du transfert de charge et de la séparation de charge pour augmenter l'efficacité des cellules solaires.

Les physiciens ont réussi à créer un modèle universel applicable aux molécules de toute nature grâce à l'introduction de l'effet d'anharmonicité. Cet effet a été introduit plus tôt dans les molécules diatomiques et triatomiques, mais les photophysiciens et la photochimie considèrent de grosses molécules avec des dizaines d'atomes, et pour ce problème, il n'y avait pas de modèle mathématique correct.

"On peut étudier des molécules qui émettent dans l'infrarouge, visible, et même les gammes ultraviolettes, basé uniquement sur des calculs théoriques, sans impliquer d'informations d'ajustement expérimental. Et cela permet de prédire les propriétés des molécules avant même leur synthèse, ce qui est bien plus économique que de synthétiser à l'aveuglette, " explique Rachid Valiev.

L'effet d'anharmonicité se produit lorsque les vibrations des atomes dans une molécule sont fortes, et les énergies sont grandes. Dans ce cas, les vibrations des atomes ne seront plus correctement décrites dans l'approximation harmonique et il faut introduire un écart par rapport à celle-ci. L'inclusion de l'effet d'anharmonicité est particulièrement requise lors du calcul des caractéristiques des molécules émettant de la lumière dans les gammes bleue et ultraviolette, car leurs vibrations se produisent à haute énergie.

L'équipe de scientifiques qui a créé l'algorithme comprenait également Viktor Cherepanov (TSU), Gleb Baryshnikov (TSU et Université royale de technologie, Suède), et Dage Sundholm (Université d'Helsinki, Finlande).