Abstrait

En chimie organique 2018 : Recherches sur les complexes de métaux de transition avec fluorescence ou propriétés de transfert de charge métal-métal - Xin-Tao Wu

 Xin Tao Wu Directeur de l'Académie chinoise des sciences, Chine

Les matériaux organométalliques fluorescents, à lumière blanche ou à propriétés d'adsorption de gaz, ainsi que les clusters de métaux de transition à propriétés de transfert de charge métal-métal suscitent un vif intérêt dans la recherche fondamentale et la science des matériaux modernes. Récemment, les recherches suivantes ont été menées dans mon groupe de recherche : (1) Une série de MOF neutres encapsulant diverses molécules de colorant invitées neutres et ioniques ont été conçues et synthétisées, leurs propriétés luminescentes ont été étudiées. Les matériaux MOF émettant de la lumière blanche pourraient être conçus et préparés lorsque trois colorants émettant du rouge/vert/bleu ont été introduits simultanément dans un tel hôte MOF. Il est intéressant de noter que la lumière blanche est réglable en modifiant le contenu ou le type des trois colorants invités, ou la longueur d'onde d'excitation. (2) Une série de nouveaux phosphonates de zinc ou de lanthanides luminescents et leurs propriétés luminescentes ont été étudiées. De plus, certains phosphonates de lanthanides présentent la capacité remarquable de détecter rapidement des traces d'explosifs nitroaromatiques par extinction luminescente. La sensibilité, la réponse rapide, la synthèse facile, la faible utilisation, le bon marché et la bonne stabilité en font l'un des capteurs d'explosifs nitroaromatiques les plus puissants connus. (3) Une série de composés pontés cyanido-métalliques à valence mixte ont été conçus, synthétisés et caractérisés, leurs propriétés de transfert de charge métal à métal et les facteurs d'influence du processus de transfert d'électrons ont été étudiés. En particulier, un état de valence mixte inhabituellement délocalisé d'un composé ponté cyanido-métallique induit par transfert d'électrons thermique a été rapporté pour la première fois. La fluorescence est l'émission de lumière solaire par une substance qui a absorbé de la lumière ou une autre onde électromagnétique. C'est une sorte de luminescence. Dans la plupart des cas, la lumière émise présente une longueur d'onde plus longue, et donc une énergie plus faible, que le rayonnement absorbé. L'exemple le plus frappant de fluorescence se produit lorsque le rayonnement absorbé se situe dans la région ultraviolette du spectre, et donc invisible à l'œil humain, tandis que la lumière émise se situe dans la région visible, ce qui donne à la substance fluorescente une couleur définie qui ne sera vue qu'exposée à la lumière UV. Les matériaux fluorescents cessent de briller presque immédiatement lorsque la source de rayonnement s'arrête, contrairement aux matériaux phosphorescents, qui émettent encore de la lumière pendant un certain temps après. La fluorescence a de nombreuses applications pratiques, notamment la minéralogie, la gemmologie, la médecine, les capteurs chimiques (spectroscopie de fluorescence), le marquage fluorescent, les colorants, les détecteurs biologiques et la détection des rayons cosmiques. Son application quotidienne la plus courante est dans les lampes fluorescentes à économie d'énergie et les lampes LED, où les revêtements fluorescents sont utilisés pour convertir la lumière UV à courte longueur d'onde ou la lumière bleue en un feu de signalisation à longueur d'onde plus longue, imitant ainsi la lumière agréable et chaleureuse des lampes à incandescence à faible consommation d'énergie.La fluorescence est également fréquente dans la nature dans certains minéraux et sous diverses formes biologiques dans de nombreuses branches de l'animalia. Un complexe de transfert de charge (complexe CT) ou complexe donneur-accepteur d'électrons est une association de deux molécules ou plus, ou de diverses parties d'une grande molécule, au cours de laquelle une fraction de charge électronique est transférée entre les entités moléculaires. L'attraction électrostatique qui en résulte fournit une force stabilisatrice pour le complexe moléculaire. La molécule source à partir de laquelle la charge est transférée est appelée donneur d'électrons et donc l'espèce réceptrice est appelée accepteur d'électrons. La nature de l'attraction au cours d'un complexe de transfert de charge n'est pas une liaison stable, et est donc beaucoup plus faible que les forces covalentes. De nombreux complexes de ce type peuvent subir une transition électronique vers un état électronique excité. L'énergie d'excitation de cette transition se produit très fréquemment dans la région visible du spectre, ce qui produit la couleur intense caractéristique de ces complexes. Ces bandes d'absorption optique sont souvent mentionnées comme des bandes de transfert de charge