La separación de cargas en un nuevo centro de reacción de fotosíntesis artificial vive 380 ms

Área de la Ciencia:

• Química supramolecular de las moléculas.
• La fotoquímica es la fotoquímica.
• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.

Sus antecedentes:

• La separación eficiente de cargas y los estados de carga separada de larga duración son cruciales para la fotosíntesis artificial y la electrónica molecular.
• Los sistemas sintéticos anteriores han luchado para lograr vidas de estado de carga separada comparables a los sistemas fotosintéticos naturales.

Objetivo del estudio:

• Diseñar y sintetizar un nuevo tetrado de ferroceno-porfirina-fullereno capaz de lograr un estado de carga separada de vida extremadamente larga.
• Para investigar la energía fotoinducida y los procesos de transferencia de electrones dentro del sistema tetrádico.
• Para comparar la vida útil del estado de carga separada con los sistemas naturales y las díadas y tríadas sintéticas relacionadas.

Principales métodos:

• Síntesis de un tetrado de ferroceno-zincporfirina-base libre porfirina-fullereno.
• Análisis espectroscópico de energía fotoinducida y transferencia de electrones.
• Mediciones durante toda la vida del estado de separación de cargas en medios congelados (benzonitrilo) y soluciones.

Principales resultados:

• Se observó una cascada de transferencia de energía fotoinducida y transferencia de electrones en varios pasos dentro de la tetrad.
• Se logró una vida útil excepcionalmente larga en estado de carga separada de 0,38 segundos para el par de aniones radicales de iones ferricenio-C ((60)) en benzonitrilo congelado.
• Esta vida útil es más de un orden de magnitud más larga que los sistemas sintéticos reportados anteriormente y comparable a los centros de reacción fotosintética bacteriana.

Conclusiones:

• La tétrada ferroceno-porfirina-fullereno genera con éxito un estado de carga separada de vida extremadamente larga.
• La larga vida útil se atribuye a la eficiencia de la energía y las cascadas de transferencia de electrones dentro de la arquitectura molecular.
• Este sistema sirve como un modelo prometedor para el desarrollo de materiales avanzados para la fotosíntesis artificial y la conversión de energía.