Scienziati dell'Università statale di Tomsk (Russia), con i colleghi di Svezia e Finlandia, hanno creato un algoritmo per il calcolo delle caratteristiche fotofisiche e luminescenti delle molecole. Questo algoritmo consente di calcolare le proprietà ottiche e luminescenti (luminosità e resa quantistica della fluorescenza) di molecole e sostanze con metodi di chimica quantistica ad alta precisione. I risultati sono pubblicati in Chimica Fisica Fisica Chimica .

"Con questo algoritmo, possiamo prevedere le proprietà di molecole e sostanze con un computer, ed è molto più economico che acquistare attrezzature per sintetizzarli e misurare le loro proprietà, "dice Rashid Valiyev, uno degli autori dello studio, professore associato della Facoltà di Fisica della TSU. "Questo fornisce uno strumento accessibile per l'analisi e la previsione. E in base alla nostra previsione, possiamo sintetizzare query più specifiche con le proprietà desiderate in varie aree. Ora, Per esempio, in un altro progetto, stiamo pianificando una ricerca sulla previsione delle proprietà delle medicine tradizionali".

I ricercatori che hanno creato l'algoritmo includono anche Victor Cherepanov (TSU), Gleb Baryshnikov (TSU e KTH Royal Institute of Technology di Stoccolma, Svezia), e Dage Sundholm (Università di Helsinki, Finlandia). Per i calcoli, usarono la teoria e il modello fotofisici di Bixon e Jortner; come strumento per calcolare le quantità richieste hanno usato moderni metodi non empirici della chimica quantistica senza adattare i coefficienti sperimentali. Così, è stato possibile prevedere le proprietà delle molecole organiche e organometalliche senza sintetizzarle in anticipo.

L'algoritmo consentirà la progettazione di molecole e sostanze per futuri dispositivi ottici come LED organici e laser. La ricerca è stata condotta nel progetto New Electroluminescent Materials for Highly Efficient Organic Light-Emitting Diodes (OLED), la cui testa è Rashid Valiyev.

I diodi organici a emissione di luce (OLED) sono un'alternativa più economica ed ecologica alle tradizionali sorgenti luminose inorganiche. Anche il processo di produzione degli OLED è relativamente più semplice. I LED organici hanno un vantaggio rispetto alle tradizionali lampade a incandescenza, perché funzionano a bassa potenza e mostrano un'elevata efficienza. Emettono luce ma quasi nessun calore; Inoltre, illuminano una superficie molto più ampia rispetto alle lampade ad incandescenza, grazie alla loro direzione controllata di radiazione.

Gli scienziati hanno calcolato le caratteristiche ottiche delle molecole note utilizzate nella tecnologia OLED (Alq3, Ir (ppy) 3, etero[8]circuleni), terapia fotodinamica (psoralene), tecnologia laser (PM567) e nelle applicazioni delle nanotecnologie (poliaceni e porfirine). Attualmente, utilizzando questo algoritmo, il team sta studiando le proprietà luminescenti dei derivati ​​del carbazolo, etero[8]circuleni, al fine di ottenere una ricetta per la creazione di dispositivi OLED altamente efficienti basati su questi composti.

"Siamo tutti composti da molecole, e la fisica è al centro di tutto, anche chimica e biologia. Fondamentalmente, il mio lavoro si svolge all'intersezione di tre scienze:fisica, chimica, e biologia. Astronomia, e nello specifico, l'astrochimica è un'altra scienza che le è ancora più vicina. Scoperte e risultati vengono ora realizzati all'intersezione delle scienze, piuttosto che in una ristretta area specializzata; ogni scienza si sviluppa nella collaborazione, " dice Rashid Valiyev della sua ricerca.