Os pesquisadores da Universidade de Nagoya sintetizaram uma molécula única com uma propriedade surpreendente:ela pode absorver luz infravermelha próxima. A molécula é feita apenas de átomos de hidrogênio e carbono e oferece ideias para a fabricação de condutores orgânicos e baterias. Os detalhes foram publicados na revista Nature Communications .

O químico orgânico Hiroshi Shinokubo e o químico físico orgânico Norihito Fukui, da Universidade de Nagoya, trabalham na concepção de novos, moléculas interessantes usando orgânicos, ou contendo carbono, compostos. No laboratório, eles sintetizaram um hidrocarboneto aromático chamado indacenoterrileno substituído com metoxi. Esta molécula tem uma estrutura única, como seus grupos metoxi estão localizados internamente em vez de em sua periferia.

"Inicialmente, queríamos ver se este hidrocarboneto demonstrava fenômenos novos devido à sua estrutura única, "diz Fukui.

Mas durante suas investigações, os pesquisadores descobriram que poderiam convertê-lo em um novo hidrocarboneto em forma de tigela chamado de indacenoterrileno.

"Ficamos surpresos ao descobrir que esta nova molécula exibe absorção de infravermelho próximo de até 1300 nanômetros, "Shinokubo explica.

O que é único no as-indacenoterrileno não é que ele absorve luz infravermelha próxima. Outros hidrocarbonetos também podem fazer isso. as-indacenoterrileno é interessante porque faz isso apesar de ser feito de apenas 34 átomos de carbono e 14 átomos de hidrogênio, sem conter outros tipos de átomos estabilizadores em sua periferia.

Quando os cientistas realizaram medições eletroquímicas, cálculos teóricos, e outros testes, eles descobriram que o as-indacenoterrileno era intrigantemente estável e também tinha uma lacuna notavelmente estreita entre seu orbital molecular mais ocupado (HOMO) e seu orbital molecular mais baixo não ocupado (LUMO). Isso significa que a molécula tem duas subunidades eletronicamente diferentes, um que doa e outro que retira elétrons. A estreita lacuna HOMO-LUMO torna mais fácil para os elétrons ficarem excitados dentro da molécula.

"O estudo oferece uma orientação eficaz para o projeto de hidrocarbonetos com uma lacuna HOMO-LUMO estreita, que é fabricar moléculas com subunidades coexistentes de doação e retirada de elétrons, "diz Fukui." Essas moléculas serão úteis para o desenvolvimento de materiais de estado sólido de próxima geração, como condutores orgânicos e baterias orgânicas. "

A próxima equipe planeja sintetizar outros hidrocarbonetos aromáticos que absorvem o infravermelho próximo com base nos conceitos de design acumulados neste estudo atual.

O estudo, "as-Indaceno [3, 2, 1, 8, 7, 6-ghijklm] terrileno como um fragmento C70 de absorção de infravermelho próximo, "foi publicado no jornal Nature Communications .