Un gruppo di fisici guidati da Rashid Valiev, professore associato presso la Facoltà di Fisica della TSU, ha creato un modello per calcolare le caratteristiche fotofisiche delle molecole, applicabile a molecole di qualsiasi natura, compresi i lantanidi delle terre rare. A causa dell'introduzione dell'effetto anarmonicità, il modello può prevedere le proprietà delle molecole anche prima della loro sintesi, senza fare esperimenti. Un articolo sul nuovo modello è stato pubblicato sulla rivista Chimica Fisica Fisica Chimica .

La conoscenza delle proprietà fotofisiche e fotochimiche delle molecole è necessaria per molte aree della fisica, chimica, e biologia. In particolare, è utilizzato nello sviluppo di strutture OLED per visualizzazioni stabili e luminose di gadget e fotosensibilizzatori nei compiti di terapia fotodinamica, dove è necessario creare uno schema per la generazione efficiente di agenti ossidanti che uccidono le cellule tumorali. Il calcolo della vita delle molecole in uno stato elettronico eccitato è necessario per l'astrofisica e l'astrochimica, quando si prevede l'efficienza dei laser a colorante e l'efficienza del trasferimento di carica e della separazione di carica per aumentare l'efficienza delle celle solari.

I fisici hanno ottenuto la creazione di un modello universale applicabile a molecole di qualsiasi natura grazie all'introduzione dell'effetto anarmonicità. Questo effetto è stato introdotto in precedenza nelle molecole biatomiche e triatomiche, ma i fotofisici e la fotochimica considerano grandi molecole con decine di atomi, e per questo problema, non esisteva un modello matematico corretto.

"Possiamo studiare le molecole che emettono nell'infrarosso, visibile, e persino le gamme ultraviolette, basato solo su calcoli teorici, senza coinvolgere informazioni di adattamento sperimentale. E questo permette di prevedere le proprietà delle molecole anche prima della loro sintesi, che è molto più economico che sintetizzare alla cieca, " spiega Rashid Valiev.

L'effetto di anarmonicità si verifica quando le vibrazioni degli atomi in una molecola sono forti, e le energie sono grandi. In questo caso, le vibrazioni degli atomi non saranno più descritte correttamente nell'approssimazione armonica ed è necessario introdurre una deviazione da essa. L'inclusione dell'effetto di anarmonicità è particolarmente richiesta nel calcolo delle caratteristiche delle molecole che emettono luce nelle gamme del blu e dell'ultravioletto, perché le loro vibrazioni si verificano ad alta energia.

Il team di scienziati che ha creato l'algoritmo includeva anche Viktor Cherepanov (TSU), Gleb Baryshnikov (TSU e Royal Technological University, Svezia), e Dage Sundholm (Università di Helsinki, Finlandia).