Compétence
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Les molécules de colorant amplificatrices de lumière Des chercheurs ont réussi à fabriquer, à partir de molécules de colorant, des amplificateurs de lumière chimiques dix fois plus efficaces qu’auparavant. Les possibilités d’utilisation sont multiples: panneaux solaires organiques, capteurs, transmission ultrarapide de données ou microscopie, par exemple. Texte: Rainer Klose, Empa
«Nous observons ici un transfert d’énergie
Les molécules comme antennes
boîte. Dans cette constellation, la molécule
beaucoup plus rapide que dans n’importe
d’énergie
de colorant ne «doit» pas briller, mais «peut»
quel semi-conducteur», s’enthousiasme Ja-
Pour qu’un colorant brille, la molécule doit
transmettre son énergie à une molécule
kob Heier. Le physicien travaille au dépar-
d’abord être activée, également par la lu-
voisine. Mais par rapport aux semi-conduc-
tement des polymères fonctionnels de
mière. Les azurants optiques contenus
teurs «classiques» en silicium, telles que les
l’Empa. La découverte qu’il a faite avec son
dans les détergents, par exemple, absorbent
cellules solaires, il existe une différence
équipe pourrait faire évoluer de nombreux
la lumière UV et émettent une lumière bleu-
cruciale: l’énergie d’excitation est transpor-
domaines – comme la technologie des cap-
tée (visible). C’est pourquoi les vêtements
tée par des porteurs de charge, par exemple
teurs, la transmission optique des données
blancs brillent d’un bleu si vif sous la lu-
des électrons, qui «sautent» dans le maté-
ou la fabrication de cellules solaires orga-
mière UV d’une discothèque.
riau dans une certaine mesure. Dans les
niques. Il s’agit d’îlots de molécules de co-
Les agrégats J étudiés par Jakob Heier et
agrégats J en revanche, les électrons n’os-
lorant dotés d’une structure interne par-
Surendra Anantharaman, doctorant à l’Em-
cillent que dans la molécule de colorant et
faite, appelés «agrégats J». Bien qu’ils soient
pa, se comportent différemment des molé-
ne la quittent jamais, de sorte que seules les
connus depuis plus de 80 ans, ils ont récem-
cules de colorant individuelles. Dans ces
oscillations sont transmises – comme les
ment attiré l’attention des chercheurs en
îles moléculaires, les molécules de colorant
antennes d’émission et de réception du
raison de la vie intérieure électronique par-
sont bien triées, proches les unes des
monde macroscopique. Les agrégats J
ticulière.
autres, comme des allumettes dans une
peuvent «transmettre» l’énergie à la plus petite échelle – extrêmement rapidement, à travers plusieurs centaines de molécules.
Des pertes élevées pendant 80 ans Le phénomène des agrégats J et leur transmission particulière d’énergie a été découvert dès 1936 par Edwin E. Jelley aux EtatsUnis et Günter Scheibe en Allemagne, indépendamment l’un de l’autre. Mais jusqu’à présent, environ 95 % de l’énergie rayonnée était perdue et ne pouvait être transmise. Et pour cause: en réalité, les molécules n’étaient pas si parfaitement alignées. Et chaque fois que l’impulsion éner-
Photo: Empa
gétique rencontrait l’un de ces défauts au
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cours de son parcours dans l’agrégat J, le processus de transmission était interrompu. Rien qu’un peu de chaleur était généré.
