Científicos de la Universidad Estatal de Tomsk (Rusia), con colegas de Suecia y Finlandia, han creado un algoritmo para calcular las características fotofísicas y luminiscentes de moléculas. Este algoritmo permite calcular las propiedades ópticas y luminiscentes (luminosidad y rendimiento cuántico de fluorescencia) de moléculas y sustancias con métodos de química cuántica de alta precisión. Los resultados se publican en Física Química Física Química .

"Con este algoritmo, podemos predecir las propiedades de moléculas y sustancias con una computadora, y es mucho más económico que comprar equipos para sintetizarlos y medir sus propiedades, "dice Rashid Valiyev, uno de los autores del estudio, profesor asociado de la Facultad de Física de la TSU. "Esto proporciona una herramienta accesible para el análisis y la predicción. Y, según nuestra predicción, podemos sintetizar consultas más específicas con las propiedades deseadas en diversas áreas. Ahora, por ejemplo, en otro proyecto, estamos planificando una investigación para predecir las propiedades de las medicinas tradicionales ".

Los investigadores que crearon el algoritmo también incluyen a Victor Cherepanov (TSU), Gleb Baryshnikov (TSU y KTH Real Instituto de Tecnología de Estocolmo, Suecia), y Dage Sundholm (Universidad de Helsinki, Finlandia). Para los cálculos, utilizaron la teoría fotofísica y el modelo de Bixon y Jortner; como herramienta para calcular las cantidades requeridas, utilizaron métodos modernos no empíricos de química cuántica sin ajustar los coeficientes experimentales. Por lo tanto, era posible predecir las propiedades de las moléculas orgánicas y organometálicas sin sintetizarlas de antemano.

El algoritmo permitirá el diseño de moléculas y sustancias para futuros dispositivos ópticos, como LED orgánicos y láseres. La investigación se llevó a cabo en el proyecto Nuevos materiales electroluminiscentes para diodos emisores de luz orgánicos de alta eficiencia (OLED), cuyo jefe es Rashid Valiyev.

Los diodos emisores de luz orgánicos (OLED) son una alternativa más barata y respetuosa con el medio ambiente que las fuentes de luz inorgánicas tradicionales. El proceso de fabricación de OLED también es relativamente más sencillo. Los LED orgánicos tienen una ventaja sobre las lámparas incandescentes convencionales, porque operan a baja potencia y exhiben una alta eficiencia. Emiten luz pero casi nada de calor; es más, iluminan una superficie mucho más grande en comparación con las lámparas incandescentes, gracias a su dirección de radiación controlada.

Los científicos calcularon las características ópticas de las moléculas conocidas utilizadas en la tecnología OLED (Alq3, Ir (ppy) 3, hetero [8] circulenos), terapia fotodinámica (psoraleno), tecnología láser (PM567) y en aplicaciones de nanotecnología (poliacenos y porfirinas). En el presente, usando este algoritmo, el equipo está investigando las propiedades luminiscentes de los derivados del carbazol, hetero [8] circulenos, con el fin de obtener una receta para crear dispositivos OLED altamente eficientes basados ​​en estos compuestos.

"Todos estamos formados por moléculas, y la física está en el corazón de todo, incluso química y biología. Básicamente, mi trabajo tiene lugar en la intersección de tres ciencias:la física, química, y biología. Astronomía, y específicamente, la astroquímica es otra ciencia que se acerca aún más a ella. Ahora se están realizando descubrimientos y logros en la intersección de las ciencias, en lugar de en un área especializada limitada; cualquier ciencia se desarrolla en la colaboración, "dice Rashid Valiyev de su investigación.