Серию новых флуорофоров (пуш-пульных систем — соединений с явно выраженными электронно-донорной и электронно-акцепторной частями) на базе цианопиразина разработали, синтезировали и исследовали ученые Института органического синтеза (ИОС) им. И. Я. Постовского УрО РАН и Уральского федерального университета (УрФУ), 20 октября сообщает пресс-служба вуза.

Уральские и сибирские химики в своем исследовании показали, что цианогруппа в составе полученного вещества значительно повысила эффективность изготовленных на его основе органических светоизлучающих диодов (OLED), что открывает возможность создания новых материалов, применение которых усилит яркость экранов смартфонов, компьютеров и телевизоров.

Результаты проведенных исследований новых материалов ученые представили в статье, опубликованной журналом Dyes and Pigments.

Ранее ученые ИОС УрО РАН и УрФУ установили, что одним из наиболее перспективных соединений в качестве притягивающей электроны (акцепторной) части в пуш-пульных системах является пиразиновое кольцо (1,4-диазин), представляющее собой соединение азота, водорода и углерода и обладающее значительным электроноакцепторным эффектом.

Изучая свойства широкого ряда пуш-пульных систем на основе пиразиновых колец, исследователи установили, что добавление бензольного кольца (производное хиноксалина) к циклу 1,4-диазина приводит к повышению эффективности и увеличению яркости создаваемых OLED.

Также было установлено, что некоторые из таких OLED проявляют термически активированную отложенную флуоресценцию (TADF), что было установлено по увеличению времени проявления флуоресценции.

Руководитель исследовательской группы, директор ИОС УрО РАН, научный сотрудник лаборатории медицинской химии и перспективных органических материалов УрФУ Егор Вербицкий сообщил, что эффект улучшения TADF свойств и повышения общей эффективности OLED при введении в светоизлучающие соединения (флуорофоры) дополнительного акцептора электронов — цианогруппы, был известен науке ранее.

«Поэтому мы модифицировали цианогруппой пуш-пульную систему на основе пиразина и изучили, как это повлияло на фотофизические свойства флуорофоров и производительность OLED на ее основе», — рассказал ученый.

Он пояснил, что эффекта TADF из-за особенностей структуры исходного вещества не возникло, хотя предпосылки к этому были. Но при этом цианогруппа усилила межмолекулярные взаимодействия, что привело к флуоресценции не отдельных молекул, а их комплексов.

Это, в свою очередь, привело к увеличению интенсивности свечения OLED от 2,4 до 20 раз, а яркости испускаемого света — до 75 раз.

«Такие результаты показали несколько прототипов устройств, изготовленных нашими коллегами и соавторами из Томского государственного университета. Важно и то, что в исследованиях мы использовали недорогие и доступные соединения», — сообщил Егор Вербицкий.