Открытие опровергает основные предположения в фотохимии кристаллов

Прочитано: 109 раз(а)


Материалы, реагирующие на раздражители, физические свойства которых изменяются в ответ на внешние раздражители, такие как свет и тепло, широко изучаются как функциональные материалы следующего поколения. В частности, большое внимание привлекают фоточувствительные материалы, поскольку их физико-химические свойства можно модулировать дистанционно без какого-либо физического контакта.

В качестве одного из фоточувствительных материалов фотомеханические молекулярные кристаллы , состоящие из молекул , которые подвергаются фотохимическим реакциям при облучении светом, интенсивно исследуются из-за их уникальных светочувствительных свойств.

В отличие от растворов, где молекулы существуют независимо, молекулы в кристаллах расположены плотно и регулярно, поэтому необходимо учитывать уникальную динамику фотореакций в кристаллах. Однако предыдущие исследования фотореактивных молекулярных кристаллических материалов обычно предполагали, что фотореакции в кристаллах протекают так же, как и в растворах, и следуют классической кинетике фотореакций. Поэтому понимание изменений физико-химических свойств, основанное на кинетике фотохимических реакций в кристаллах, было проблемой для дальнейшего развития этой области исследований.

Исследовательская группа под руководством Кохеи Моримото, студента третьего курса докторантуры Высшей школы инженерии Осакского городского университета, а также доктора Даичи Китагава и профессора Сейя Кобатаке из Высшей школы инженерии Столичного университета Осаки обнаружила, что фотореакции в 2,5 Кристаллы -дистирилпиразина (ДСП) распространяются от каждого из краев кристалла к его центру. Результаты исследования были опубликованы онлайн в Angewandte Chemie International Edition 3 ноября 2022 года.

В норме, когда свет равномерно падает на кристалл, изменение цвета , вызванное фотореакцией, также происходит равномерно. Однако исследовательская группа обнаружила, что в кристаллах DSP изменение цвета начинается с края кристалла и продолжается к его центру, распространяя фотореакцию подобно волне.

Исследовательская группа определила, что это распространение изменения цвета от края к центру происходит по двум причинам: поверхностный эффект, который делает реакционную способность чрезвычайно высокой на краях кристалла, и кооперативный эффект, который также повышает реакционную способность для молекул, чьи соседи уже изменили цвет.

«Это явление, отклоняющееся от общепринятой концепции фотохимии, имеет огромное значение для того, как мы понимаем основы фундаментальной науки фотореакций», — сказал доктор Китагава.

«В будущем мы хотели бы уточнить условия, необходимые для возникновения этой уникальной фотореакции, и изучить, как их можно использовать для создания новых функциональных материалов , использующих преимущества этого явления».

Открытие опровергает основные предположения в фотохимии кристаллов



Новости партнеров