Российские учёные выяснили, как старение светодиодов искажает результаты фотохимических экспериментов

Исследователи Института органической химии имени Зелинского РАН показали, что незаметное старение светодиодов в лабораторных установках снижает точность фотохимических экспериментов и может искажать результаты даже при внешне исправном оборудовании.

Об этом говорится в сообщении института. Руководитель работы, академик РАН Валентин Анаников пояснил, что деградация светодиодов происходит неравномерно и остаётся скрытой при стандартной эксплуатации. Без учёта этого фактора невозможно говорить о воспроизводимости результатов, а значит — и о химии как точной науке.

Проблема заключается в том, что при длительной работе в лабораторных условиях светодиоды деградируют не только постепенно, но и неравномерно. В результате отдельные источники света в одном реакторе начинают работать с разной эффективностью, создавая неоднородное освещение. Это напрямую влияет на ход фотохимических реакций, для которых критичны интенсивность, спектр и равномерность светового потока, сообщает ТАСС.

В химических лабораториях светодиоды работают в более агрессивной среде, чем в бытовых условиях: на них воздействуют растворители, пары реагентов и повышенные температуры. Поэтому заметные различия в характеристиках источников света могут возникать уже в течение года эксплуатации, тогда как при обычном использовании этот процесс идёт значительно медленнее. Как отметил младший научный сотрудник Кирилл Козлов, даже реакторы после примерно года эксплуатации могут давать неоднородные результаты, тогда как только новые установки обеспечивают стабильные и воспроизводимые данные.

Эксперименты показали, что старение светодиодов приводит не только к снижению общей интенсивности излучения, но и к росту различий между отдельными источниками света. Следствием становятся снижение выходов продуктов и увеличение разброса результатов даже при формально одинаковых условиях эксперимента.

Для выявления этих изменений учёные разработали комплексный подход из семи методов диагностики, включающий прямые измерения оптической мощности, химические модельные реакции и простые визуальные тесты, позволяющие быстро оценить состояние оборудования без специализированных приборов. Предложенные методы позволяют регулярно контролировать состояние фотохимического оборудования и своевременно выявлять отклонения, что открывает возможности для повышения воспроизводимости и надёжности научных данных, особенно в автоматизированных и высокопроизводительных исследованиях.