Photosensibilisateur à base de fer et anthracène : une alliance idéale pour optimiser l’efficacité énergétique

Les photosensibilisateurs à base de fer sont prometteurs pour des applications en photochimie, mais leur efficacité est limitée par la courte durée de vie de leur état excité et leur faible rendement de réaction. 

Pour surmonter ces obstacles, Ludovic Troian-Gautier (WEL Research Institute - UCLouvain) et ses collaborateurs ont développé une nouvelle molécule combinant un complexe de fer avec un accepteur d’énergie, le 9-phenyl-anthracene. Cette innovation permet de prolonger la durée de vie de l’état excité jusqu’à 11,5 microsecondes, soit une amélioration de trois ordres de grandeur, et d’augmenter considérablement l’efficacité des réactions de transfert d’énergie et d’électrons.

Une avancée majeure de cette combinaison réside dans sa capacité à produire de l’oxygène singulet (¹O₂) à partir d’un photosensibilisateur à base de fer, un processus jusqu’ici très limité. Par ailleurs, cette combinaison améliore considérablement le rendement des réactions impliquant des accepteurs d’électrons comme le méthyl viologène, augmentant le taux d’échappement de cage de 4,5 % à 42 %. Bien que l’efficacité du transfert d’énergie vers le 9-phenyl-anthracene reste modeste (environ 10 %), cette approche ouvre des perspectives pour des alternatives durables aux photosensibilisateurs à base de métaux rares. 

Référence : Glaser et al, Two birds, one stone: microsecond dark excited-state lifetime and large cage escape yield afforded by an iron−anthracene molecular dyad, J Am Chem Soc (2025) 147: 8559–8567

Illustration : Avec la permission de Ludovic Troian-Gautier