Група хіміків в Японії виявила рідкісну властивість кристала
Група хіміків з Університету Осаки в Японії виявила рідкісну властивість кристала. Під дією холодного ультрафіолетового (УФ) світла твердий органічний матеріал перетворюється на рідину.
Більше того, під час плавлення цей кристал зазнає цікавих змін у своїй люмінесценції, що вказує на зміни в структурі кристала на молекулярному рівні.
Попри те, що це незвично, це не перша речовина, яка зазнає так званого фотоіндукованого переходу кристала в рідину (PCLT). Але можливість вивчати перехід за допомогою світла може допомогти вченим зрозуміти його краще, що потенційно відкриває цілий ряд потенційних застосувань у фотоніці, електроніці та доставляння ліків.
«Це перший відомий нам органічний кристал, який демонструє люмінесцентну еволюцію під час плавлення кристала, демонструючи зміни інтенсивності та кольору від зеленого до жовтого», — каже хімік Мао Комура.
Цей матеріал є типом органічної сполуки, відомої як гетероароматичний дикетон, який команда назвала «SO» на честь сірки та кисню в його двох кільцях.
Під час першого впливу ультрафіолетового світла кристалічна сполука SO світиться слабким зеленим світлом. Однак у міру тривалості впливу він світиться жовтим і повільно тане. Виходячи з уважних спостережень за різкістю межі між станами, очевидно, що нагрівання не відповідає за перехід.
Використовуючи теоретичні розрахунки та різноманітні методи дослідження (включаючи рентгенівський аналіз і аналіз термодинамічних властивостей), а також дані попередніх досліджень , команда визначила, що дикетон SO фактично переходить з однієї молекулярної форми («скошеної») в іншу («плоску». “).
Подальше розуміння було отримано з інших подібних кристалічних сполук, які або не плавилися, або плавилися, але не змінювали колір. Це щось говорить дослідникам про молекулярні зміни, які відбуваються, коли ці кристали переходять із твердих тіл у рідини.
«Ми виявили, що зміни у люмінесценції виникають внаслідок послідовних процесів розпушення кристалів і конформаційних змін перед плавленням», — каже хімік Йосуке Тані з Університету Осаки.
Обертаючись назад, це показує, що є щось особливе в молекулярному розташуванні цих матеріалів, що означає, що вони плавляться та перемикаються між фазами під впливом певних типів світла.
І можливість контролювати матеріали за допомогою світла може бути дуже корисною: це відносно доступно та просто у виконанні, екологічно безпечно та неінвазивно. Одним із прикладів застосування, запропонованим дослідниками, є реверсивний клей, який можна модифікувати під впливом світла.
Ключовим для прогресу, викладеного в цьому дослідженні, є те, як дикетон SO змінив колір, даючи дослідникам життєво важливе розуміння того, що відбувається в найменших масштабах всередині кристалічної сполуки.
«Ці візуальні ознаки етапів процесу PCLT дозволили нам просунути сучасне розуміння плавлення кристалів на молекулярному рівні», — каже Тані.
