Koç Universiteti tərəfindən

redaktə edən: Gaby Clark , rəy verən: Robert Egan

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Prof. Dr. Önder Metin, Koç Universitetində məsaməli yarımkeçirici polimerlərin sintezi üçün işıqla işləyən metodlar hazırlamaq üçün istifadə edilən eksperimental qurğuda. Mənbə: Koç Universiteti

Koç Universitetinin tədqiqatçıları metal katalizatorlarına ehtiyac olmadan ətraf mühit şəraitində məsaməli yarımkeçirici polimerlər istehsal etmək üçün işıqla işləyən bir üsul hazırlayıblar. Kimya kafedrasından professor Dr. Önder Metinin rəhbərliyi ilə Dr. Melek Sermin Özer, Dr. Zafer Eroğlu və Prof. Dr. Sermet Koyuncu ilə əməkdaşlıq çərçivəsində aparılan tədqiqat Nature Communications jurnalında dərc edilib .

Məsaməli yarımkeçirici üzvi polimerlər yüksək istilik və kimyəvi stabilliyi, eləcə də tənzimlənən strukturları səbəbindən getdikcə daha çox diqqət cəlb edir. Molekulyar miqyaslı məsamələrin yüksək sıxlığı ilə bu materiallar güclü yük daşıma və işıq toplama qabiliyyətlərinə malikdir və bu da onları qaz saxlama və enerji texnologiyalarından fotokataliz və optoelektronikaya qədər müxtəlif tətbiqlər üçün perspektivli edir.

Lakin, ənənəvi sintez metodları çox vaxt mürəkkəb, baha başa gəlir və miqyaslandırılması çətindir. Onlar adətən yüksək temperatur, bahalı metal katalizatorları və çoxmərhələli reaksiya prosesləri tələb edir ki, bu da onların daha geniş tətbiqini məhdudlaşdırır.

Bu çətinliklərin öhdəsindən gəlmək üçün tədqiqat qrupu məsaməli yarımkeçirici polimerlərin mülayim şəraitdə sintezinə imkan verən görünən işığa əsaslanan bir yanaşma hazırladı. Metod qiymətli metal katalizatorlarına olan ehtiyacı aradan qaldırır və polimer strukturlarının daha nəzarətli şəkildə əmələ gəlməsinə imkan verir, daha davamlı və səmərəli istehsal yolu təklif edir.

Tədqiqatın konseptual əsası klassik kimyanı müasir perspektivdən yenidən şərh etməkdən ibarətdir. Dr. Sermin Özerin izah etdiyi kimi,

“Bu metodla, iki əsrlik diazonium kimyasına — iki azot atomu arasında üçqat rabitəyə malik funksional qrupa — yenidən nəzər saldıq və onu müasir polimer elmi çərçivəsində yenidən şərh etdik və sahəyə fərqli bir yanaşma təqdim etdik.”

İşıqla idarə olunan kimyəvi proses

Bu yanaşmada, tədqiqat qrupu tərəfindən sintez edilən bismuten kimi tanınan ikiölçülü yarımkeçirici material fotokatalizator rolunu oynayır. Görünən işıqla aktivləşdirildikdə, seçilmiş monomerlərdən polimer zəncirlərinin əmələ gəlməsini sürətləndirən elektron ötürmə proseslərini başladır.

Bu mexanizm uzun və yaxşı müəyyən edilmiş polimer şəbəkələrinin mərhələli şəkildə yığılmasına imkan verir. Nəticədə əldə edilən polimerlər, adətən ənənəvi üsullarla əldə edilə bilənlərdən daha yüksək molekulyar çəkilərə nail olur və eyni zamanda onların struktur xüsusiyyətləri üzərində dəqiq nəzarətə imkan verir.

Tədqiqat daha sonra göstərir ki, ənənəvi sintez metodları ilə daxil edilməsi çətin olan brom və yod kimi halogen atomları birbaşa polimer onurğasına inteqrasiya edilə bilər. Bu elementlər materialların elektron və optik xüsusiyyətlərinin tənzimlənməsində, onların işıqla qarşılıqlı təsirini artırmaqda əsas rol oynayır.

Molekulyar dizaynın vacibliyini vurğulayan Dr. Eroğlu qeyd edir: “Monomer strukturunu dəyişdirməklə, bu polimerlərin günəş spektrinin müəyyən bölgələrindən səmərəli istifadə etməsinə imkan verə bilərik. Bu, onların tibbdən elektronikaya qədər potensial tətbiqlərini əhəmiyyətli dərəcədə genişləndirir.”

İşığı kimyəvi enerjiyə çevirən materiallar

Tədqiqatçılar həmçinin sintez edilmiş polimerlərin görünən işıq altında fotokatalitik performansını nümayiş etdirdilər. Təcrübi tədqiqatlarda materiallar işıqla idarə olunan oksidləşmə reaksiyasında istifadə edildi və stirol yüksək səmərəlilik və selektivliklə sənaye baxımından dəyərli bir birləşmə olan benzaldehidə çevrildi.

Bəzi hallarda həm çevrilmə nisbətləri, həm də selektivlik 99%-i keçib. Bu göstərici polimerlərin bir çox fotokimyəvi proseslərdə əsas növ olan işıq şüalanması altında yüksək reaktivlikli tək oksigen yaratmaq qabiliyyəti ilə əlaqələndirilir.

Gündəlik məlumat üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosdakı ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz bülletenimizə abunə olun və vacib olan nailiyyətlər, innovasiyalar və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniliklərdən xəbərdar olun .

Niyə vacibdir

Məsaməli yarımkeçirici polimerlər materialşünaslıqda ən sürətlə böyüyən sahələrdən birini təmsil edir, lakin onların istehsalı çox vaxt bahalı materiallardan və enerji tələb edən proseslərdən asılıdır.

Bu tədqiqatda hazırlanmış metod, görünən işıqdan istifadə edərək ətraf mühit şəraitində sintez etməyə imkan verərək davamlı alternativ təmin edir. İşıqla idarə olunan kimyəvi reaksiyalardakı güclü performansları ilə birlikdə, bu materiallar davamlı kimya, enerji çevrilməsi texnologiyaları, fotokataliz və ətraf mühitin bərpası sahələrində tətbiqlər üçün perspektivlidir.

Tədqiqatçıların fikrincə, bu yanaşma işığa həssas funksional materialların dizaynı və yeni nəsil məsaməli yarımkeçirici polimerlərin inkişafını irəli aparmaq üçün yeni bir yol açır.

Nəşr detalları

Melek Sermin Ozer və digərləri, Retro diazotizasiya kimyası vasitəsilə konjuge edilmiş məsaməli üzvi polimerlərin strateji əhəmiyyətli sintezi, Nature Communications (2026). DOI: 10.1038/s41467-026-69515-9

Jurnal məlumatları: Nature Communications 

Koç Universiteti tərəfindən təmin edilir