VIDEÓ: a világ egyik legérdekesebb anyaga fény hatására változik

A japán Oszaka Egyetem vegyészcsoportja ritka tulajdonságot azonosított egy kristályban, tudósított a ScienceAlert. Amikor az ultraibolya (UV) fénynek teszik ki, a szilárd szerves anyag folyékonnyá alakul át.

Mi több, ez a kristály olvadás közben változtatja a színét, ami a kristály szerkezetének molekuláris szintű változásaira utal.

Bár szokatlan, de nem ez az első anyag, amelyről kiderült, hogy átesik az úgynevezett fotoindukált kristály-folyadék átmeneten (PCLT). Az átmenet fény segítségével történő tanulmányozása azonban segíthet a tudósoknak jobban megérteni azt, ami a fotonika, az elektronika és a gyógyszeradagolás területén számos felhasználási lehetőséget nyit meg.

“Ez az első általunk ismert szerves kristály, amely az olvadás során lumineszcens fejlődést, intenzitás- és színváltozást mutat, zöldtől sárgáig” – mondja Mao Komura kémikus.

Az anyag egy olyan típusú szerves vegyület, amelyet heteroaromás diketonnak neveznek, és amelyet a csapat a két gyűrűben lévő kén és oxigén után “SO”-nak nevezett el.

Amikor először UV-fénynek teszik ki, az SO kristályos vegyület halvány zöld fényben világít. Ahogy azonban az expozíció folytatódik, sárgán izzik és lassan elolvad. Az állapotok közötti átmenet megfigyelése alapján egyértelmű, hogy a változásért nem a hevítés a felelős.

Elméleti számítások és különböző vizsgálati technikák (többek között röntgenanalízis és termodinamikai tulajdonságelemzés), valamint korábbi kutatások adatai segítségével a csapat megállapította, hogy a diketon SO valójában az egyik molekuláris formáról (“ferde”) egy másikra (“sík”) vált át.

Az anyagot összehasonlították más olyan, hasonló tulajdonságokkal bíró vegyületekkel, amelyek vagy nem olvadtak meg, vagy megolvadtak, de nem változtatták meg a színüket. Ez elárul egy érdekes dolgot a kutatóknak azokról a molekuláris változásokról, amelyek akkor következnek be, amikor ezek a kristályok szilárdból folyadékká válnak.

“Azt találtuk, hogy a lumineszcenciában bekövetkező változások az olvadást megelőző kristálylazulás és konformációs változások egymást követő folyamataiból erednek” – mondja Yosuke Tani vegyész, az Oszakai Egyetem munkatársa.

Az anyagok fény segítségével történő irányítása nagyon hasznos lehet: viszonylag megfizethető, egyszerű, környezetbarát és nem invazív. A kutatók által javasolt egyik alkalmazási példa egy reverzibilis ragasztó, amely fényhatással módosítható.

Ami a tanulmányban felvázolt fejlődés kulcsa, az az, ahogyan a diketon SO színt változtatott, ami fontos betekintést nyújtott a kutatóknak abba, hogy mi zajlik a kristályvegyület belsejében a legkisebb léptékben.

“A PCLT-folyamat lépéseinek ezek a vizuális jelzései lehetővé tették számunkra, hogy a kristályolvadás molekuláris szintű jelenlegi megértését továbbfejlesszük” – mondja Tani.

Ez is érdekes lehet:

• Google-exfőnök: kiirtandó söpredék lehet az emberiség a mesterséges intelligencia szerint
• Hamarosan új kivégzési módszert alkalmazhat az Egyesült Államok