Супрамолекулярная химия - 8.2.1Преобразование света и устройства передачи энергии - 84 - читать

Супрамолекулярная химия(Страница: 84)

Страница: 
84

Супрамолекулярная химия читать 8.2.1Преобразование света и устройства передачи энергии 84

Преобразование поглощенного света в испускаемый свет другой длины волны происходит при любом процессе люминесценции. Хотелось бы, однако, научиться осуществлять раздельно стадии суммарного процесса, используя для каждой стадии свой компонент, оптимально подходящий по определенным параметрам (длина волны поглощаемого или испускаемого света, продолжительность эмиссии и т. д.). Такое разделение достигается всветопреобразующих молекулярных устройствах, включающих два раздельных компонента:фотоколлектор(илиантенну), состоящий из ряда сильно поглощающих фрагментов, иэмиттер,излучатель; таким образом достигается раздельная, независимая оптимизация поглощения и испускания. Для того чтобы это устройство могло работать, должен происходить (с максимально возможной эффективностью) межкомпонентныйперенос энергии. Устройство работает по трехступенчатой схеме:поглощение—переносэнергии—эмиссия(П—ПЭ—Э, рис.18).

Примером реализации такого устройства может служить использование люминесцирующих криптатов европия (III) и тербия (III) с макробициклическими лигандами[2.74, 2.75](такими, как показаны на схеме20),включающими различные гетеробиарильные группы (2,2'-бипиридин, фенантролин[2.71, 2.73, 8.4—8.7],битиазол, биимидазол, бипиримидин[8.8],биизохинолин[8.5, 8.6]и ихN,Ν'-диоксиды[8.9—8.11]).Лиганды служат антеннами-фотоколлекторами. В данных комплексах реализуется уникальное сочетание свойств, обусловленных как их криптатным строением, так и природой излучающих компонентов: инкапсулированный ион защищен лигандами от дезактивации, которая могла бы происходить в случае взаимодействия с молекулами растворителя (воды); комплексам присущи крайне высокая термодинамическая стабильность и кинетическая инертность; в комплексе много фоточувствительных групп, сильно поглощающих УФ-свет и способных осуществлять перенос энергии; комплекс характеризуется испусканием света в длинноволновом диапазоне с большой длительностью эмиссии. Для комплексов наблюдается яркая люминесценция в водном растворе, в то время как свободные ионы при тех же условиях свет не испускают. За поглощением УФ-света группами органической антенны следует перенос энергии на инкапсулированный лантаноидный катион, который затем испускает характеристическое излучение в видимой области[2.74, 2.75, 8.2, 8.8—8.15].Соответствующий П—ПЭ—Э-процесс для криптатаEu(III) показан на примере87.

image63.png

Рис. 18. Фотохимическое молекулярное устройство для преобразования света, состоящее из двух компонентов, фотоколлектора (антенны, роль которой играют поглощающие свет группы (П)) и фотоизлучателя (эмиттера (Э)). Устройство работает за счет осуществлени

Еще более высокая эффективность конверсии и более сильная люминесценция были обнаружены для таких криптатов европия, как88,содержащихN-оксидные лиганды[8.10,8.11]. В твердом состоянии комплекс87проявляет особенно высокую эффективность преобразования энергии (около60%)[8.16].Это же относится к соответствующему криптатуTb(III)при температурах ниже100К; при более высоких температурах интенсивность эмиссии снижается вследствие протекания обратного переноса с катиона на криптанд[8.17].Поскольку природа лиганда сильно влияет нафотофизическиесвойства, можно ожидать, что варьирование входящих в состав лиганда групп может позволить модулировать желаемым образом также свойства всего комплекса. Родственные макроциклические комплексы проявляют аналогичные люминесцентные свойства[8.18].Биитриядерные комплексы, например производные натриевых криптатов 89а [8.19а] и 89Ь [8.19b], представляются перспективными для дальнейшего исследования процессов переноса энергии.

Медиа

See video
Видео
Химический элемент - это вид атомов, характеризующийся определенными зарядами ядер и строением электронных оболочек. В настоящее время известно 110 элементов:...
02.04.2013 | 6:58
3,062
See video
Видео
Сервис Нигма-Химия и многие функции Нигма-математики не имеют аналогов ни в России, ни в мире.Начиная с 2009 года, Нигма разрабатывает интеллектуальную...
02.04.2013 | 6:58
3,683
See video
Видео
Основным источником этанола является нефтехимический синтез, использующий реакцию, гидратации этилена в присутствии различных катализаторов. Известны также...
02.04.2013 | 6:58
3,216