ЗА ОСНОВУ СОЕДИНЕНИЙ БЫЛ ВЗЯТ ПОРФИН
Российские ученые синтезировали новые химические вещества, на основе которых можно будет разработать компоненты для солнечных батарей. За основу соединений был взят порфин и его производные — специалисты называют их универсальными компонентами для получения молекулярных систем, в том числе способных преобразовывать солнечный свет в электричество. В рамках работы химики также испытали методику, которая позволяет прогнозировать свойства соединений ещё на этапе теоретической подготовки к синтезу.
Российские ученые из Института химии растворов им. Г.А. Крестова РАН и Федерального исследовательского центра химической физики им. Н.Н. Семенова РАН разработали новые соединения для создания на их основе компонентов солнечных батарей, сообщили RT в пресс-службе Минобрнауки РФ. Результаты работы опубликованы в журнале Dyes and Pigments.
Учёные синтезировали новые порфирины, а также их комплексы с цинком и кобальтом, содержащие карбазольные заместители. Порфиринами называют вещества, в основе молекул которых находится макроцикл порфина и к которым относятся гемоглобины, хлорофиллы и ряд ферментов.
Как отмечают авторы работы, порфин и его производные являются универсальными строительными блоками для получения молекулярных систем, в том числе фотосинтетических — использующих свет для генерации энергии или синтеза органических соединений.
— Введение карбазольных заместителей позволило добиться хорошей растворимости, пленкообразования и других свойств. Одно из таких свойств — это способность к фотоиндуцированному разделению зарядов (переносу электронов под влиянием света. — RT) в молекулярных системах на основе порфиринов, что важно не только для фотосинтеза, но и для преобразования солнечной энергии в электричество, — пояснила старший научный сотрудник лаборатории синтеза и реакционной способности металлопорфиринов в растворах ИХР РАН кандидат химических наук Наталия Бичан.
Исследователи не только получили вещества, которые можно в будущем применять в солнечных батареях, но также испытали методику, позволяющую прогнозировать оптические свойства порфиринов. В рамках работы учёные провели квантово-химические расчеты и применили методы машинного обучения. Для этого они использовали инструменты, доступные на международной онлайн-платформе OCHEM. Ресурс представляет собой базу научных данных — ученые получают модели с помощью различных методов машинного обучения, которые позволяют заранее спрогнозировать желаемые свойства соединений или то, как будет протекать взаимодействие.
Полученные во время работы данные российские ученые также разместили на портале OCHEM в открытом доступе. Это поможет другим химикам прогнозировать свойства схожих химических соединений ещё до их лабораторного синтеза.
Работа проводилась при поддержке Минобрнауки России и Российского научного фонда.