Странный кристалл плавится и меняет цвет под воздействием света
Команда химиков из Университета Осаки в Японии обнаружила в кристалле редкое свойство. Под воздействием холодного свечения ультрафиолетового (УФ) света твердый органический материал превращается в жидкость.
Более того, этот кристалл претерпевает ряд интересных изменений в своей люминесценции по мере плавления, что указывает на изменения в структуре кристалла на молекулярном уровне.
Хотя это и необычно, это не первое вещество, которое подвергается так называемому фотоиндуцированному переходу кристалла в жидкость (PCLT). Но возможность изучать переход с помощью света может помочь ученым лучше понять его, потенциально открывая целый ряд потенциальных применений в фотонике, электронике и доставке лекарств.
«Это первый известный нам органический кристалл. из которых проявляет люминесцентную эволюцию во время плавления кристаллов, показывая изменение интенсивности и цвета от зеленого до желтого», — говорит химик Мао Комура.
Материал представляет собой тип органического соединения, известного как гетероароматический дикетон, один из команда назвала «SO» в честь серы и кислорода в двух его кольцах.
При первом воздействии ультрафиолетового света кристаллическое соединение SO светится слабым зеленым светом. Однако по мере продолжения воздействия он светится желтым цветом и медленно тает. Основываясь на тщательных наблюдениях за четкостью границы между состояниями, очевидно, что нагрев не является причиной перехода.
Использование теоретических расчетов и различных методов исследования (включая рентгеноструктурный анализ и термодинамические свойства анализ), а также данные предыдущих исследований, команда определила, что дикетон SO фактически переключался из одной молекулярной формы («косой») в другую («плоскую»).
Дополнительные сведения были получены из другого подобного кристалла. соединения, которые либо не плавились, либо плавились, но не меняли цвет. Это кое-что говорит исследователям о молекулярных изменениях, которые происходят, когда эти кристаллы переходят из твердых тел в жидкие.
«Мы обнаружили, что изменения в люминесценции возникают в результате последовательных процессов разрыхления кристаллов и конформационных изменений перед плавлением». — говорит химик Йосуке Тани из Университета Осаки.
В обратном направлении это показывает, что в молекулярном расположении этих материалов есть что-то особенное, что означает, что они плавятся и переключаются между фазами под воздействием определенных типов света.
И возможность управлять материалами с помощью света может быть очень полезной: это относительно доступно и просто, экологически безопасно и неинвазивно. Одним из примеров применения, предложенным исследователями, является обратимый клей, который можно изменить под воздействием света.
Ключевым моментом в прогрессе, изложенном в этом исследовании, является то, как дикетон SO изменил цвет, что дало исследователям жизненно важную информацию. в то, что происходило на мельчайших масштабах внутри кристаллического соединения.
«Эти визуальные указания на этапы процесса PCLT позволили нам улучшить текущее понимание плавления кристаллов на молекулярном уровне», — говорит Тани. .
Исследование опубликовано в журнале Chemical Science.
