Cientistas da Universidade Estadual de Tomsk (Rússia), com colegas da Suécia e Finlândia, criaram um algoritmo para calcular as características fotofísicas e luminescentes das moléculas. Este algoritmo permite calcular as propriedades ópticas e luminescentes (luminosidade e rendimento quântico da fluorescência) de moléculas e substâncias com métodos de química quântica de alta precisão. Os resultados são publicados em Físico Química Física Química .

"Com este algoritmo, podemos prever as propriedades de moléculas e substâncias com um computador, e é muito mais barato do que comprar equipamentos para sintetizá-los e medir suas propriedades, "diz Rashid Valiyev, um dos autores do estudo, um professor associado da Faculdade de Física TSU. "Isso fornece uma ferramenta acessível para análise e previsão. E com base em nossa previsão, podemos sintetizar consultas mais específicas com as propriedades desejadas em várias áreas. Agora, por exemplo, em outro projeto, estamos planejando pesquisas sobre a previsão das propriedades dos medicamentos tradicionais. "

Os pesquisadores que criaram o algoritmo também incluem Victor Cherepanov (TSU), Gleb Baryshnikov (TSU e KTH Royal Institute of Technology em Estocolmo, Suécia), e Dage Sundholm (Universidade de Helsinque, Finlândia). Para cálculos, eles usaram a teoria fotofísica e o modelo de Bixon e Jortner; como uma ferramenta para calcular as quantidades necessárias, eles usaram métodos modernos não empíricos de química quântica sem ajustar coeficientes experimentais. Assim, era possível prever as propriedades das moléculas orgânicas e organometálicas sem sintetizá-las com antecedência.

O algoritmo permitirá o projeto de moléculas e substâncias para futuros dispositivos ópticos, como LEDs orgânicos e lasers. A pesquisa foi realizada no projeto Novos Materiais Eletroluminescentes para Diodos Orgânicos Emissores de Luz Altamente Eficientes (OLEDs), cuja cabeça é Rashid Valiyev.

Os diodos emissores de luz orgânicos (OLEDs) são uma alternativa mais barata e ecologicamente correta às fontes de luz inorgânicas tradicionais. O processo de fabricação de OLEDs também é relativamente mais simples. Os LEDs orgânicos têm uma vantagem sobre as lâmpadas incandescentes convencionais, porque operam em baixa potência e exibem alta eficiência. Eles emitem luz, mas quase nenhum calor; além disso, iluminam uma superfície muito maior em comparação com lâmpadas incandescentes, graças à sua direção controlada de radiação.

Os cientistas calcularam as características ópticas das moléculas conhecidas usadas na tecnologia OLED (Alq3, Ir (ppy) 3, hetero [8] circulenos), terapia fotodinâmica (psoraleno), tecnologia laser (PM567) e em aplicações de nanotecnologia (poliacenos e porfirinas). Atualmente, usando este algoritmo, a equipe está investigando as propriedades luminescentes dos derivados de carbazol, hetero [8] circulenos, a fim de obter uma receita para a criação de dispositivos OLEDs altamente eficientes com base nesses compostos.

"Todos nós consistimos em moléculas, e a física está no centro de tudo, até mesmo química e biologia. Basicamente, meu trabalho ocorre na intersecção de três ciências - física, química, e biologia. Astronomia, e especificamente, a astroquímica é outra ciência que está ainda mais perto disso. Descobertas e conquistas agora estão sendo feitas na interseção das ciências, em vez de em uma estreita área especializada; qualquer ciência se desenvolve na colaboração, "diz Rashid Valiyev de sua pesquisa.