🚨🆕 Учёные #ИФХЭ РАН совместно с коллегами из РХТУ им. Д.И. Менделеева, ИОНХ РАН и ИНЭОС РАН впервые продемонстрировали возможность использования УФ излучения и красного света для управления редокс-изомерными состояниями в комплексах европия и самария с фталоцианинамм

ℹ️ Процесс внутримолекулярного переноса электрона называется редокс-изомеризацией. У молекул при переходе из одного редокс-изомерного состояния в другое существенно изменяются оптические свойства, магнитная восприимчивость и электропроводность. Причиной редокс-изомеризации может быть изменение давления, температуры или локального окружения, в котором находятся молекулы.

🥪Молекула бис-фталоцианината европия или самария напоминает «сэндвич»: между двумя плоскими «палубами» органических лигандов находится атом металла (в данном случае европия или самария). Если молекула бис-фталоцианината растворена в органическом растворителе, её металлоцентр находится в своей высшей степени окисления (+3). При формировании монослоя на поверхности воды электрон переходит с лиганда на металлоцентр. При этом степень окисления металлоцентра изменяется до +2. Редокс-изомеризация при формировании монослоя объясняется тем, что в монослое одна фталоцианиновая «палуба» находится на воздухе, а вторая в воде, и эта разница в локальном окружении фталоцианинов приводит к внутримолекулярному переносу электрона.

⚡️Облучение монослоя бис-фталоцианината самария или европия УФ светом (250–400 нм) приводит к возбуждению внешних электронных оболочек катиона лантанида, в результате чего электрон с металлоцентра переходит на лиганд, а атом металла изменяет степень окисления до +3. С течением времени постепенно происходит обратный переход. Удивительно, что этот процесс можно ускорить с помощью облучения красным светом и быстро восстановить металлоцентр до степени окисления +2.

💬 « Нами обнаружен новый класс фотохромных соединений, которые под действием облучения меняют свои оптические характеристики. У большинства фотохромных соединений облучение индуцирует структурную перестройку молекулы, что приводит к изменению её цвета. Планарные ансамбли бис-фталоцианинатов европия и самария демонстрируют такие же оптические переключения, как всем известные фотохромные соединения, но у них изменение цвета обусловлено переходом электрона с металлоцентра к лиганду и обратно», — рассказал ключевой автор работы, инженер-исследователь лаборатории физической химии супрамолекулярных соединений #ИФХЭ РАН Андрей Аракчеев.

☝🏻Ключевой задачей стало воспроизведение этого уникального эффекта в плёнке на твёрдой подложке. На следующем этапе исследователям удалось подобрать параметры переноса монослоя на твёрдые подложки с помощью метода Ленгмюра-Блоджетт так, чтобы в получаемой плёнке сохранялось новое редокс-изомерное состояние комплексов (металлоцентр в степени окисления +2). Оказалось, что в плёнках на твёрдой подложке так же, как и в монослоях на границе вода/воздух, реализуются фотохромные редокс-изомерные превращения.

Работа опубликована в журнале 📕 Journal of Colloid and Interface Science, 700 (2025), 138470.

🔗 Подробнее на нашем сайте и в Telegram-канале лаборатории физической химии супрамолекулярных соединений #ИФХЭ РАН.

#ИФХЭ новости