Новий мангановий комплекс здатен замінити рідкісні метали у фотохімії

Дослідники розробили новий комплекс мангану, здатний замінити рідкісні метали завдяки довготривалому збудженому стану та простому синтезу.

Фотохімія — це галузь хімії, де хімічні реакції ініціюються світлом, тобто фотонами, що дозволяє з високою точністю контролювати хімічні процеси. Раніше ключову роль у таких реакціях відігравали комплекси рідкісних металів — рутенію, осмію чи іридію — однак їхня дорожнеча та токсичність обмежували масштабування технологій. Новий підхід, запропонований вченими з Університету Йоганна Гутенберга в Майнці, базується на використанні доступного та безпечного металу — мангану.

Як наголошує професорка Катя Гайнце, «цей металевий комплекс встановлює новий стандарт у фотохімії: рекордно тривалий збуджений стан поєднується з простим синтезом». Команда провела синтез комплексу лише за один етап із комерційно доступних компонентів, що є знаковим досягненням у галузі. Кольоровість продукту, зокрема його інтенсивне фіолетове забарвлення, одразу вказала на унікальні фотофізичні властивості речовини.

Доктор Крістоф Фьорстер підкреслив, що «його здатність до поглинання світла винятково висока — це означає, що комплекс дуже ефективно використовує фотони». Ще важливішою є тривалість збудженого стану — 190 наносекунд, що у сто разів перевищує показники для інших поширених металів. Доктор Роберт Науман зауважує: «це абсолютний рекорд серед усіх комплексів мангану чи заліза», а саме тривалість збудженого стану критично важлива для фотохімічного перенесення електрона.

Фінальний доказ працездатності комплексу — підтвердження переносу електрона до іншої молекули. Як зазначає професорка Гайнце, «ми зафіксували початковий продукт фотохімічної реакції, що підтверджує ефективність комплексу». Таким чином, цей відкритий матеріал поєднує екологічність, ефективність і масштабованість, і може бути застосований у майбутньому, зокрема для стійкого виробництва водню.

Це відкриття не лише зміцнює позиції фотохімії як сталої альтернативи традиційним процесам, але й відкриває нові горизонти для застосування світла в хімічних технологіях.