Posté par Redbran le Jeudi 13/02/2020 à 14:00
Un dérivé de curcumine doté d'une fluorescence retardée et d'un effet laser

©Dae-Hyeon Kim, Anthony D'Aléo
Des chercheurs du Centre Interdisciplinaire de Nanoscience de Marseille (CNRS/Aix Marseille Université), en collaboration avec des équipes japonaise, coréenne et américaine, révèlent les propriétés photophysiques inédites d’un dérivé de la curcumine. Ces résultats, qui constituent une avancée remarquable dans le domaine des diodes électroluminescentes organiques mais aussi des lasers organiques, sont parus dans la revue Nature Photonics.

Créée en 2012 par le chercheur japonais Chihaya Adachi, la dernière génération de diodes électroluminescentes organiques ou OLEDs (1) repose sur le phénomène d'émission de fluorescence retardée ou TADF (2). Une propriété spécifique de certains matériaux chromophores qui, lorsqu’ils sont excités par une source d’énergie (lumière ou signal électrique), émettent une fluorescence instantanée à laquelle s’ajoute de façon décalée dans le temps une seconde émission de fluorescence. Des chercheurs du Centre Interdisciplinaire de Nanoscience de Marseille (CINaM), en collaboration avec plusieurs équipes internationales (3) dont celle du pionnier Chihaya Adachi, viennent de franchir une nouvelle étape dans l’exploration de ce phénomène.

Un défi actuel vise en effet à concevoir des OLEDs qui émettent non plus dans le spectre visible de la lumière, mais dans le proche infrarouge (IR). Ces nouvelles OLEDs seraient particulièrement intéressantes pour des applications militaires (systèmes de communication furtive nocturne) ou médicales (imagerie cellulaire). Or, les seuls matériaux efficaces dans le proche IR sont composés de métaux nobles (platine par exemple) qui sont onéreux et peu disponibles.

C’est là l’intérêt des travaux des chercheurs du CINaM et de leurs collègues qui ont mis en évidence une émission de fluorescence retardée dans le proche IR dans un nouveau type de molécule: un analogue de la curcumine, lié à un atome de bore. Développée par le CINaM, cette molécule organique inspirée de la structure de la molécule naturelle de curcumine offre à la fois des propriétés photoniques inattendues et une grande simplicité de synthèse (d’où un coût avantageux).

L’originalité de cette molécule ne s’arrête pas là. Outre sa propriété d’émission de fluorescence retardée dans le proche infrarouge, le dérivé de curcumine est en effet capable de produire une émission spontanée amplifiée, phénomène à l’origine du rayonnement laser. Un résultat inédit puisqu’aucun matériau n’était doté jusqu’à présent de cette combinaison de propriétés. Objet d’un dépôt de brevet, cette découverte marque un pas important pour l’ingénierie moléculaire de composés à fluorescence retardée. Elle ouvre aussi des perspectives prometteuses dans le développement des lasers organiques et semble même rapprocher les physico-chimistes de ce qui demeure le "graal" en matière de lasers: concevoir des lasers organiques contrôlés par signal électrique.

À gauche: Structure du dérivé de curcumine. Schéma des états électroniques montrant le peuplement de l'état singulet (S1) par l'état triplet (T1) à l'origine du phénomène de TADF.
À droite: Caractéristiques spectrales et efficacités des OLEDs.
©Dae-Hyeon Kim, Anthony D'Aléo

Références:
Dae-Hyeon Kim, Anthony D’Aléo, Xian-Kai Chen, Atula S.D. Sandanayaka, Dandan Yao, Li Zhao, Takeshi Komino, Elena Zaborova, Gabriel Canard, Youichi Tsuchiya, Eunyoung Choi, Jeong Weon Wu, Frédéric Fages, Jean-Luc Brédas, Jean-Charles Ribierre, Chihaya Adachi
High-efficiency electroluminescence and amplified spontaneous emission from a thermally-activated delayed fluorescent near infrared emitter
Nature Photonics – Janvier 2018
DOI: 10.1038/s41566-017-0087-y

Notes:
(1) Organic light-emitting diode
(2) Thermally-assisted delayed fluorescence
(3) Kyushu University (Fukuoka, Japon), Ewha Womans University (Seoul, Corée), Georgia Tech (Atlanta, États-Unis)


Contacts:
- Anthony D'Aléo - daleo at cinam.univ-mrs.fr
- Sophie Félix - Chargée de communication - inc.communication at cnrs.fr
- Stéphanie Younès - Responsable Communication - inc.communication at cnrs.fr
- Christophe Cartier dit Moulin - INC & Institut parisien de chimie moléculaire - inc.communication at cnrs.fr
Dernières news
L’Agence spatiale européenne (ESA) et l’entreprise d’État pour les activités spatiales Roskosmos ont décidé de reporter à 2022 le lancement de la deuxième...
Quelques-unes des clés de la compréhension de l’origine du système solaire se trouvent à l’intérieur des planètes géantes. Si la sonde spatiale Juno a...
Une équipe du laboratoire Navier, en collaboration avec l'université du Delaware (Etats-Unis), a identifié un nouveau processus responsable du vieillissement des...
La gaine embryonnaire est une couche de glycoprotéines entourant l’embryon qui a été décrite chez la plante modèle Arabidopsis thaliana. Dans un article publié...
Une collaboration française impliquant le LSCE (CEA-CNRS-UVSQ) a étudié une archive sédimentaire atypique: les matières accumulées entre mai 2015 et mars 2016 dans...
Dans une même expérience et pour un même matériau, des physiciennes et des physiciens ont pour la première fois mesuré la chiralité de l'organisation magnétique...
De nombreux phénomènes permettent de stocker des données au format binaire, comme les changements d’état magnétique dans les matériaux dits à transition de...
Comme beaucoup de ses collègues, le professeur Andrés Finzi, du Département de microbiologie, infectiologie et immunologie de l’Université de Montréal, réoriente...
L’impact artificiel produit par la mission spatiale Hayabusa2 sur l’astéroïde Ryugu: un cratère bien plus grand que prédit ! Quelle est la dimension d’un...
Grâce à une étude de terrain en Chine, une collaboration internationale impliquant le LSCE (CEA-CNRS-UVSQ) démontre que la culture de bambous Moso atténue le...
Au sein des cellules, des protéines appelées facteurs de transcription, reconnaissent spécifiquement diverses molécules. Des chercheurs du LCPO (CNRS/Université de...
Une première preuve de concept de stack pile à combustible PEMFC de 1 kWatt avec des composants imprimés a été réalisée. Outre la diminution des coûts grâce à...
Le projet EmoDémos, mené auprès d’enfants de 7 à 12 ans et dirigé par l’UNIGE, démontre que pratiquer un instrument au sein d’un orchestre peut faciliter...
La marée: un ingrédient essentiel de la dispersion des eaux douces du panache de l’Amazone dans l’océan Atlantique tropical Le panache d’eau douce du fleuve...
L’équipe de Julie Hussin, composée d’une dizaine de chercheurs en bio-informatique, s’attaque à la caractérisation génétique du coronavirus responsable de la...
Une croissance juvénile optimale repose sur une alimentation diversifiée et des études récentes démontrent le rôle important du microbiote intestinal dans ce...
Face à un virus encore mal connu, la recherche a besoin de tous les moyens pour lutter contre le COVID-19. Conçu, hébergé et maintenu à jour par des chercheurs et...
Dans les cellules photovoltaïques, l'absorption d'un photon par un matériau semi-conducteur crée une paire électron-trou (appelée exciton), résultant de...
Le record du monde d’Usain Bolt sur 200 mètres n'a pas été battu depuis 10 ans, et celui de Florence Griffith Joyner depuis plus de 30 ans. Et si les mathématiques...
Mépris, blâme, désinformation: guidées par la peur, les réactions des gens à la pandémie de COVID-19 empirent parfois une situation déjà complexe. Pourquoi...
Ce site fait l'objet d'une déclaration à la CNIL
sous le numéro de dossier 1037632
Informations légales