| |||
| ХИМИЯ, МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Научные открытия в области электрохимии и физической химии. Научное открытие "Явление триплет-триплетного переноса энергии между органическими молекулами". Формула открытия: "Экспериментально установлено неизвестное ранее явление безизлучательного переноса энергии электронного возбуждения от органических молекул в триплетном состоянии к невозбужденным молекулам (с переходом последних непосредственно в триплетное состояние), которое впервые было обнаружено по излучению сенсибилизованной фосфоресценции молекул, принимающих энергию. Это явление обусловлено обменно-резонансным взаимодействием триплетной и невозбужденной молекул при наличии перекрывания их электронных оболочек". Авторы: В. Л. Ермолаев, А. И. Теренин. Номер и дата приоритета: № 108 от 17 января 1952 г. Описание открытия. После поглощения кванта видимого или ультрафиолетового света органическая молекула переходит в одно из электронно-возбужденных состояний. В дальнейшем поглощенная энергия может частично или полностью перейти в колебательную, явиться в виде люминесценции или в процессе фотохимической реакции перейти в химическую энергию. Наконец, энергия электронного возбуждения может безизлучательно передаться соседней невозбужденной молекуле. Для этого возбужденная и невозбужденная молекулы должны взаимодействовать между собой. В результате такого взаимодействия возбужденная молекула дезактивируется, а невозбужденная переходит в электронно-возбужденное состояние. Изучение безизлучательного переноса энергии электронного возбуждения представляет не только большой теоретический, но и практический интерес. Не зная механизма и условий этого переноса, нельзя понять таких важных процессов и явлений, как разрушение органических материалов под действием ядерного, ультрафиолетового или видимого излучения и фотохимический синтез. Интерес к изучению явлений безизлучательного переноса энергии электронного возбуждения между органическими молекулами возник в 20-х годах. Первые гипотезы о механизме этого явления были высказаны французскими учеными. Перед войной проблемой безизлучательного переноса заинтересовались академик Сергей Иванович Вавилов, его ученик М. Д. Галанин и другие его ученики. Значительный вклад в изучение механизма этого явления внес немецкий ученый Т. Фёрстер. Известное к тому времени экспериментальное проявление безизлучательного переноса – так называемый синглет-синглетный перенос он удовлетворительно объяснил в рамках модели взаимодействия двух электрических диполей. В начале 50-х годов казалось, что новых принципиальных открытий в области безизлучательного переноса энергии трудно ожидать. Однако в 1952 г. доктор физико-математических наук В. Л. Ермолаев и академик А. И. Теренин экспериментально обнаружили явление сенсибилизованной фосфоресценции органических молекул. В данном случае перенос осуществлялся между триплетными уровнями. Фосфоресцентное состояние органических молекул было впервые интерпретировано академиком А. И. Терениным в 1943 г. Большая длительность жизни молекул этого высокоэнергетичного электронного состояния, достигающая 0,1-10 с, по сравнению с синглетными возбужденными состояниями органических молекул, время жизни которых в миллиард раз меньше, и высокая способность к фотохимическим реакциям приводят к тому, что триплетное состояние играет чрезвычайно важную роль во всех процессах, осуществляющихся в органических системах под действием видимого, ультрафиолетового, рентгеновского, гамма- и других видов излучения. В 1958 году явление триплет-триплетного переноса энергии было объяснено В. Л. Ермолаевым и А. И. Терениным с позиций квантовой механики. В отличие от ранее известных явлений переноса оно связано с обменно-резонансными взаимодействиями. Одновременно происходит обмен не только энергией возбуждения, но и электронами. Было показано, что явление триплет-триплетного переноса имеет общий характер. Оно высокоэффективно во всех агрегатных состояниях вещества - в парах, растворах, полимерах и кристаллах. Ныне исследованию этого явления посвящены сотни работ. Оно широко используется при изучении фото- и радиационных процессов в органических системах. С его помощью были выяснены пути деградации электронной энергии возбуждения в ароматических молекулах, а это одна из основных проблем современного учения о люминесценции. Триплет-триплетный перенос используется для создания безсеребряных фоточувствительных слоев и т. д. Наметилась новая широкая область применения безызлучательного переноса энергии – для исследования сложных и имеющих важное практическое значение координационно-химических процессов поведения ионов редкоземельных элементов и переходных металлов в растворах. Главная КОСМОС ЗЕМЛЯ ЧЕЛОВЕК, БИОЛОГИЯ ФИЗИКА, РАДИОАКТИВНОСТЬ ХИМИЯ, МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ МЕХАНИКА, АВТОМАТИКА, ЭЛЕКТРОНИКА МАТЕМАТИКА |