I ricercatori dell'Università di Nagoya hanno sintetizzato una molecola unica con una proprietà sorprendente:può assorbire la luce del vicino infrarosso. La molecola è composta solo da atomi di idrogeno e carbonio e offre spunti per realizzare conduttori organici e batterie. I dettagli sono stati pubblicati sulla rivista Comunicazioni sulla natura .

Il chimico organico Hiroshi Shinokubo e il chimico organico fisico Norihito Fukui dell'Università di Nagoya lavorano alla progettazione di nuovi, molecole interessanti che utilizzano sostanze organiche, o contenenti carbonio, composti. Nel laboratorio, hanno sintetizzato un idrocarburo aromatico chiamato as-indacenoterrylene metossi-sostituito. Questa molecola ha una struttura unica, poiché i suoi gruppi metossi si trovano all'interno piuttosto che alla sua periferia.

"Inizialmente, volevamo vedere se questo idrocarburo ha dimostrato nuovi fenomeni grazie alla sua struttura unica, "dice Fukui.

Ma durante le loro indagini, i ricercatori hanno scoperto di poterlo convertire in un nuovo idrocarburo a forma di ciotola chiamato as-indacenoterrylene.

"Siamo rimasti sorpresi nello scoprire che questa nuova molecola mostra un assorbimento nel vicino infrarosso fino a 1300 nanometri, "Spiega Shinokubo.

La particolarità dell'as-indacenoterrylene non è che assorbe la luce del vicino infrarosso. Anche altri idrocarburi possono farlo. as-indacenoterrylene è interessante perché lo fa nonostante sia composto da soli 34 atomi di carbonio e 14 di idrogeno, senza contenere altri tipi di atomi stabilizzanti alla sua periferia.

Quando gli scienziati hanno condotto misurazioni elettrochimiche, calcoli teorici, e altri test, hanno scoperto che l'as-indacenoterrylene era intrigantemente stabile e aveva anche un divario notevolmente stretto tra il suo orbitale molecolare più alto occupato (HOMO) e il suo orbitale molecolare più basso non occupato (LUMO). Ciò significa che la molecola ha due subunità elettronicamente differenti, uno che dona e un altro che preleva elettroni. Lo stretto gap HOMO-LUMO rende più facile l'eccitazione degli elettroni all'interno della molecola.

"Lo studio offre una linea guida efficace per la progettazione di idrocarburi con uno stretto gap HOMO-LUMO, che consiste nel fabbricare molecole con subunità coesistenti donatori di elettroni e subunità attrattori di elettroni, " dice Fukui. "Queste molecole saranno utili per lo sviluppo di materiali allo stato solido di prossima generazione, come conduttori organici e batterie organiche."

Il team prevede di sintetizzare altri idrocarburi aromatici che assorbono il vicino infrarosso sulla base dei concetti di progettazione raccolti in questo studio attuale.

Lo studio, "come-Indaceno [3, 2, 1, 8, 7, 6-ghijklm] terrylene come frammento C70 che assorbe il vicino infrarosso, " è stato pubblicato sulla rivista Comunicazioni sulla natura .