Des chercheurs du laboratoire CEISAM (CNRS/Nantes Université) et du Centre Interdisciplinaire de Nanoscience de Marseille (CINaM, CNRS/Aix-Marseille Université) ont développé une nouvelle famille de colorants organiques en forme de croix, dont les propriétés optiques peuvent être modulées en jouant sur leur architecture moléculaire.
Ces molécules originales sont constituées d’un cœur aromatique auquel sont associés, selon deux directions perpendiculaires, des groupes capables de donner ou d’accepter des électrons. Cette architecture cruciforme favorise une communication électronique entre les différentes parties de la molécule et permet ainsi de contrôler ses propriétés d’absorption et d’émission lumineuse.
Les chercheurs ont ainsi préparé une série de colorants présentant des propriétés électrochimiques et photophysiques particulièrement intéressantes. En solution, certains composés présentent notamment une fluorescence intense dans le vert ou l’orange, avec des durées de vie d’émission pouvant atteindre une vingtaine de nanosecondes, relativement longues pour des colorants organiques.
L’un des résultats les plus remarquables concerne l’émission dans le proche infrarouge. Certains des colorants émettent au-delà de 750 nm en solution. Plus surprenant encore, sous forme solide, l’un des composés présente une émission s’étendant de 800 à 1400 nm. Cette région du spectre électromagnétique est particulièrement intéressante pour de nombreuses applications, mais les matériaux organiques capables d’émettre efficacement dans le proche infrarouge à l’état solide restent relativement rares.
Au-delà de l’intérêt fondamental de ces nouvelles molécules, leurs propriétés ouvrent des perspectives pour différentes applications. Leurs longues durées de vie d’émission pourraient notamment être intéressantes en photocatalyse, tandis que leur émission dans le proche infrarouge pourrait à terme trouver des applications dans des domaines tels que l’imagerie biomédicale ou les dispositifs optoélectroniques.
Ces travaux, qui combinent synthèse organique, électrochimie, spectroscopie et modélisation théorique, sont publiés en accès libre dans European Journal of Organic Chemistry, dont ils illustrent également la couverture :
https://chemistry-europe.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ejoc.70650