Des chercheurs de l'Université de Nagoya ont synthétisé une molécule unique avec une propriété surprenante :elle peut absorber la lumière proche infrarouge. La molécule est composée uniquement d'atomes d'hydrogène et de carbone et offre des perspectives pour la fabrication de conducteurs organiques et de batteries. Les détails ont été publiés dans le journal Communication Nature .

Le chimiste organique Hiroshi Shinokubo et le chimiste organique physique Norihito Fukui de l'Université de Nagoya travaillent sur la conception de nouveaux, molécules intéressantes utilisant du bio, ou contenant du carbone, composés. Dans le laboratoire, ils ont synthétisé un hydrocarbure aromatique appelé as-indacénoterrylène à substitution méthoxy. Cette molécule a une structure unique, car ses groupes méthoxy sont situés à l'intérieur plutôt qu'à sa périphérie.

"Initialement, nous voulions voir si cet hydrocarbure montrait des phénomènes nouveaux du fait de sa structure unique, " dit Fukui.

Mais au cours de leurs enquêtes, les chercheurs ont découvert qu'ils pouvaient le convertir en un nouvel hydrocarbure en forme de bol appelé as-indacenoterrylene.

"Nous avons été surpris de constater que cette nouvelle molécule présente une absorption proche infrarouge jusqu'à 1300 nanomètres, ", explique Shinokubo.

Ce qui est unique avec l'as-indacenoterrylene, ce n'est pas qu'il absorbe la lumière infrarouge proche. D'autres hydrocarbures peuvent également le faire. l'as-indacenoterrylene est intéressant car il le fait bien qu'il ne soit composé que de 34 atomes de carbone et 14 atomes d'hydrogène, sans contenir d'autres types d'atomes stabilisants à sa périphérie.

Lorsque les scientifiques ont effectué des mesures électrochimiques, calculs théoriques, et autres tests, ils ont découvert que l'as-indacenoterrylene était étonnamment stable et présentait également un écart remarquablement étroit entre son orbitale moléculaire occupée la plus élevée (HOMO) et son orbitale moléculaire inoccupée la plus basse (LUMO). Cela signifie que la molécule a deux sous-unités électroniquement différentes, un qui donne et un autre qui retire des électrons. L'espace étroit HOMO-LUMO facilite l'excitation des électrons dans la molécule.

"L'étude offre une ligne directrice efficace pour la conception d'hydrocarbures avec un écart HOMO-LUMO étroit, qui consiste à fabriquer des molécules avec des sous-unités électrodonneuses et électroattractrices coexistantes, ", dit Fukui. "Ces molécules seront utiles pour le développement de matériaux à l'état solide de nouvelle génération, tels que les conducteurs organiques et les batteries organiques.

L'équipe prévoit ensuite de synthétiser d'autres hydrocarbures aromatiques absorbant le proche infrarouge sur la base des concepts de conception recueillis dans cette étude actuelle.

L'étude, "comme-Indaceno [3, 2, 1, 8, 7, 6-ghijklm] terrylene comme fragment C70 absorbant le proche infrarouge, " a été publié dans la revue Communication Nature .