LED organiques: une molécule oubliée se révèle utile

Délaissées depuis des décennies, certaines molécules sont pourtant susceptibles de trouver de nouvelles applications quand on ne s'y attend plus. Des chercheurs de MOLTECH Anjou (CNRS/Université d'Angers), du LCH (CNRS/ENS Lyon/Université Claude Bernard), de l'ISCR (CNRS/INSA Rennes/ENSC Rennes/Univ. Rennes 1) et de l'université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études supérieures). Aux États-Unis, au moment...) de Calgary (Canada) ont ainsi découvert que le benzothioxanthène imide (BTXI), historiquement utilisé pour la teinture (La teinture est l'action utilisée par le teinturier pour faire absorber un colorant par le support et qui se mélange à sa couleur initiale, au lieu de la recouvrir comme un pigment....) des textiles, pouvait être un sérieux candidat pour la fabrication de LED organiques. Selon ces travaux, qui font la couverture de la revue Chemical Communications, le BTXI offre une synthèse simplifiée, donc moins coûteuse, des variations de couleurs contrôlées par des modifications chimiques simples et une solubilité lui permettant d'être facilement étalé sur différents supports, sous forme d'encre.


Synthétisé dans les années 70, le benzothioxanthène imide (BTXI) a principalement été employé comme colorant (Un colorant est une substance utilisée pour apporter une couleur à un objet à teinter.) dans l'entreprise du textile puis, anecdotiquement, comme sonde (Une sonde spatiale est un vaisseau non habité envoyé par l'Homme pour explorer de plus près des objets du système solaire et, pour certaines, l'espace qui est au-delà. Cela couvre à la fois les...) fluorescente pour les applications biomédicales. Contrairement à d'autres composés appartenant à la famille des rylènes, le BTXI n'avait jusqu'à peu jamais été utilisé pour la réalisation de dispositifs optoélectroniques. Dans ce contexte (Le contexte d'un évènement inclut les circonstances et conditions qui l'entourent; le contexte d'un mot, d'une phrase ou d'un texte inclut les mots...), des chercheurs de l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for Theoretical Physics est un...) des sciences et technologies moléculaires d'Angers (MOLTECH Anjou, CNRS/Université d'Angers), en collaboration avec des chercheurs du Laboratoire de chimie (La chimie est une science de la nature divisée en plusieurs spécialités, à l'instar de la physique et de la biologie avec lesquelles elle partage des espaces d'investigations communs ou proches.) (LCH, CNRS/ENS Lyon/Université Claude Bernard), de l'Institut des sciences chimiques de Rennes (ISCR, CNRS/INSA Rennes/ENSC Rennes/Univ. Rennes 1) et de l'université de Calgary (Canada) se sont rendu (Le rendu est un processus informatique calculant l'image 2D (équivalent d'une photographie) d'une scène créée dans un logiciel de modélisation 3D comportant...) compte que le BTXI permettait de fabriquer, en peu d'étapes et à moindre coût, des LED organiques réalisées par voie humide. Cette méthode de dépôt sert, entre autres, à concevoir des dispositifs de grands formats utiles pour la signalisation routière ou les panneaux publicitaires lumineux.

Les chercheurs avaient déjà montré, deux ans auparavant, l'intérêt de cette molécule pour le photovoltaïque organique (La chimie organique est une branche de la chimie concernant la description et l'étude d'une grande classe de molécules à base de carbone : les composés organiques.). Souhaitant explorer davantage de possibilités, et toujours dans un souci de simplicité, les chercheurs ont dimerisé la molécule, c'est-à-dire ont assemblé deux en une seule, et, grâce à de subtiles modifications chimiques, obtenu trois nouvelles molécules tridimensionnelles. Ces dernières ont pu être employées pour des LED organiques révélant des couleurs émises allant du blanc (Le blanc est la couleur d'un corps chauffé à environ 5 000 °C (voir l'article Corps noir). C'est la sensation visuelle obtenue avec un spectre lumineux continu, d'où l'image que l'on en donne parfois :...) légèrement bleuté à l'orange. Ces colorants bon marché, produits en grandes quantités, offrent l'avantage d'être très solubles, facilitant ainsi leur utilisation sous forme d'encre pour des dépôts en voie humide et leur potentielle industrialisation. Les chercheurs continuent d'explorer les propriétés du BTXI, en quête de nouvelles applications et couleurs.

Référence:
José María Andrés Castán, Clément Dalinot, Sergey Dayneko, Laura Abad Galan, Pablo Simón Marqués, Olivier Alévêque, Magali Allain, Olivier Maury, Ludovic Favereau, Philippe Blanchard, Gregory C. Welch and Clément Cabanetos. Synthesis, characterization and use of benzothioxanthene imide based dimers. Chem. Commun., 2020, Advance (Advance est un constructeur informatique.) Article.
DOI: https://doi.org/10.1039/D0CC04556J

Contacts:
- Clément Cabanetos - Chercheur (Un chercheur (fem. chercheuse) désigne une personne dont le métier consiste à faire de la recherche. Il est difficile de bien cerner le métier de chercheur tant les domaines...) en chimie organique (La chimie organique est une branche de la chimie concernant la description et l'étude d'une grande classe de molécules à base de carbone : les composés organiques.) - MOLTECH Anjou - clement.cabanetos at univ-angers.fr
- Stéphanie Younès - Responsable Communication (La communication concerne aussi bien l'homme (communication intra-psychique, interpersonnelle, groupale...) que l'animal (communication intra- ou inter- espèces) ou la...) - Institut de chimie du CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand organisme de recherche scientifique public français (EPST).) - inc.communication at cnrs.fr