En photosynthèse et en photovoltaïque organique, les molécules de pigment convertissent la lumière en charge électrique. Une équipe de chimistes a maintenant produit un pigment organique inhabituel, qui est "allumé" par une charge électrique pour devenir un puissant colorant qui absorbe la lumière dans le proche infrarouge. L'étude de l'équipe, publié dans la revue Angewandte Chemie , suggère des applications potentielles dans les systèmes de recherche sur les matériaux électrophysiques, photovoltaïque, et la technologie des capteurs.

Les pigments chargés aux couleurs intenses sont principalement à base de métal. Un exemple bien connu est le bleu de Berlin ou le bleu de Prusse à base de fer, qui est riche, bleu profond. En termes de leur chimie, les colorants et pigments de ce genre sont des molécules symétriques, avec un côté ayant une charge plus élevée que l'autre. Les côtés échangent des électrons, et la molécule absorbe la lumière qui est à la même longueur d'onde que cet échange d'énergie.

Les pigments purement organiques avec des couleurs tout aussi intenses sont rares. Néanmoins, L'équipe de Francis D'Souza de l'Université de North Texas, et collègues, ont maintenant développé un système moléculaire organique modulaire précisément pour répondre à ce cahier des charges. Par rapport aux métaux, les matières organiques ont l'avantage d'être facilement modifiables. L'équipe a choisi de cibler la construction modulaire des molécules de colorant, pour donner des molécules personnalisables qui pourraient potentiellement avoir une grande variété de propriétés différentes.

Le noyau de la nouvelle molécule était constitué d'une molécule de colorant fluorescent rouge. Les chercheurs ont ensuite attaché un "push-pull" en deux parties, ou "donneur-accepteur", système moléculaire des deux côtés de ce noyau. Ces systèmes étaient capables de stabiliser les charges électriques dans des conditions spécifiques.

A l'état non chargé, le pigment n'était qu'une molécule de colorant de couleur bleue. Mais lorsqu'une charge électronique a été appliquée, il a démontré toutes ses capacités. L'équipe a observé une nouvelle, bande d'absorption intense, mais pas dans le domaine de la lumière visible. Le nouveau colorant absorbé dans le proche infrarouge, c'est à dire., dans la zone de transition entre la lumière visible et le rayonnement thermique sur le spectre électromagnétique.

Ce n'est que lorsque les deux unités donneur-accepteur ont résonné l'une avec l'autre que l'absorption est devenue possible :des brassages d'électrons libres entre les deux entités chimiquement équivalentes révélant un nouveau pic de transfert de charge dans le proche infrarouge, " déclarent les auteurs. La molécule était devenue un composé à valence mixte, avec des propriétés similaires aux composés colorants à base de métal.

Ces pigments organiques commutables électroniquement pourraient être d'excellentes substances modèles pour la recherche fondamentale, dit D'Souza. Ils pourraient être utilisés pour aider à mieux comprendre le transfert d'électrons, comme dans la photosynthèse, par exemple. En plus de leur potentiel en tant qu'auxiliaires de recherche, ils pourraient être utilisés comme matériau de transport d'électrons efficace dans les dispositifs photoniques et conviennent également comme marqueurs pour l'analyse des transitions électroniques.