ПОПУЛЯРНЫЕ НАНОТЕХНОЛОГИИ

Кадры

Фотогалерея

Новости

Физики-предсказатели. Свойства молекул можно узнать до эксперимента / 25.09.2020

Группа ученых-физиков под руководством доцента физического факультета Томского государственного университета Рашида Валиева создала новую модель для расчета фотофизических характеристик молекул, которая применима для молекул любой природы, в том числе редкоземельных лантаноидов.

 

За счет введения эффекта ангармоничности модель позволяет предсказывать свойства молекул, например, люминисцентность, еще до их синтеза, не проводя эксперименты.

 

Знание фотофизических и фотохимических свойств молекул необходимо во многих областях физики, химии, биологии. В частности, это используется при разработке OLED-структур для стабильных и ярких дисплеев гаджетов; фотосенсибилизаторов в задачах фотодинамической терапии, где необходимо создать схему для эффективной генерации окислителей-убийц раковых клеток. Расчет времени жизни молекул в возбужденном электронном состоянии необходим в астрофизике и астрохимии, при прогнозировании эффективности и коэффициента полезного действия лазеров на красителях, эффективности переноса заряда и его разделения с целью повышения КПД солнечных батарей и так далее.

 

Добиться создания универсальной модели, применимой к молекулам любой природы, физикам удалось за счет введения эффекта ангармоничности. В двухатомных и трехатомных молекулах этот эффект вводился и раньше, но в задачах фотофизики и фотохимии рассматриваются большие молекулы с десятками атомов — и здесь корректной математической модели ранее не существовало.

 

«Мы можем изучать молекулы, которые излучают в инфракрасном, видимом и даже ультрафиолетовом диапазонах, на основе только теоретических вычислений, без привлечения экспериментальной подгоночной информации, — объясняет Рашид Валиев. — А это дает возможность предсказывать свойства молекул еще до их синтеза, что значительно экономичнее, чем синтезировать вслепую».

 

Эффект ангармоничности возникает, когда колебания атомов в молекуле сильные, а энергии — большие. В таком случае колебания атомов уже не будут корректно описываться в гармоническом приближении и необходимо вводить отклонение от него. Включение эффекта ангармоничности особенно важно при вычислении характеристик молекул, которые излучают свет в синем и ультрафиолетовом диапазонах, из-за чего их колебания происходят с большой энергией.

 

В коллектив ученых, создавших алгоритм, также вошли Виктор Черепанов (ТГУ), Глеб Барышников (ТГУ и Королевский технологический университет, Швеция) и Даге Сундхольм (Университет Хельсинки, Финляндия).

 

Работы по созданию модели выполнялись в рамках проекта РНФ «Новые электролюминесцентные материалы для создания высокоэффективных органических светодиодов (OLEDs)» - пишет rusnanonet.

 


Другие новости по теме:
06.12.21 - Запасы кислорода на Земле пополняют не только растения, но и камни
30.11.21 - Термоядерный реактор KSTAR установил рекорд: он удержал плазму дольше, чем когда-либо
18.11.21 - Исследование: контроль за размером клеток может предотвратить возрастные заболевания
14.11.21 - Ученые нашли новый универсальный способ борьбы с воспалением
11.11.21 - Сверхмощный томограф сканирует органы на клеточном уровне
TOP100 самых популярных
новостей
за месяц
Место Наименование Показов
1

Новый гидрогель выдерживает вес слона. Из него сделают роботов и искусственные хрящи

  Ученые из Кембриджского университета разработали новый тип гидрогеля, способного выдерживать колоссальные нагрузки. По словам авторов, у нового гидрогеля есть уникальная внутренняя структур

47
2

Мужчине пересадили глаз, напечатанный на 3D-принтере. Это произошло впервые в истории

  По данным офтальмологической клиники «Мурфилдс», Стив Верзе стал первым человеком в мире, для которого на 3D-принтере напечатали глаз. Житель Великобритании стал первым пациенто

45
3

Новая летающая машина похожа на огромный дрон и летает со скоростью 90 км/ч

  Французская автомобилестроительная Renault переосмыслила концепцию летающего автомобиля. Он похож на квардокоптер. Компания Renault объединилась с дизайнерской фирмой TheArsenale из Майами,

42
4

Ученые вдохновились паутиной и создали один из самых точных в мире датчиков

  Команда исследователей из TU Delft разработала один из самых точных в мире датчиков микрочипов. Авторы новой работы объединили нанотехнологии и машинное обучение, вдохновились паутиной и со

38
5

НАСА показало, как самолет-супергуппи готовится к миссии на Луну

  Транспортный самолет НАСА Super Guppy прибыл в Калифорнию, США. Он доставил детали для будущей миссии на Луну. Негабаритный грузовой самолет перемещал части огромной ракеты НАСА Saturn V в

37

Анонсы событий