奇怪的水晶在光照下会熔化并变色:

日本大阪大学的一组化学家发现了一种晶体的稀有特性。当暴露在紫外线 (UV) 的冷光下时,固体有机材料会转变成液体。

此外,这种晶体在熔化时会发生一系列有趣的发光变化,这表明发生了变化在分子水平上的晶体结构中。

虽然不寻常,但它并不是发现的第一种经历所谓的光致晶体到液体转变 (PCLT) 的物质。但是,能够使用光来研究这种转变可以帮助科学家更好地理解它,从而有可能在光子学、电子学和药物输送方面开辟一系列潜在用途。

“这是我们知道的第一种有机晶体化学家 Mao Komura 说:“其中的一部分在晶体熔化过程中表现出发光演变,显示出强度和颜色的变化,从绿色到黄色。”

这种材料是一种被称为杂芳烃的有机化合物二酮,团队根据其两个环中的硫和氧将其命名为“SO”。

当首次暴露在紫外线下时,SO 晶体化合物会发出微弱的绿光。然而,随着曝光的继续,它会发出黄色光并慢慢融化。基于对状态之间边界清晰度的密切观察,很明显加热不是造成转变的原因。

使用理论计算和各种研究技术(包括 X 射线分析和热力学性质)分析),再加上之前研究的数据,该团队确定二酮 SO 实际上是从一种分子形式(“倾斜”)转变为另一种分子形式(“平面”)。

从其他类似晶体中获得了进一步的见解化合物,要么不熔化,要么熔化但不改变颜色。这告诉研究人员一些关于当这些晶体从固体转变为液体时发生的分子变化的信息。

“我们发现发光的变化是由顺序过程引起的大阪大学的化学家 Yosuke Tani 说:“在熔化之前晶体松动和构象变化的过程。”并在暴露于某些类型的光时在相位之间切换。

双酮如此融化的图表光致晶体熔化diketone SO。(Yosuke Tani)

能够用光控制材料可能非常有用:它相对便宜且操作简单、环保且无创。t 推荐的一个示例应用研究人员是一种可逆粘合剂,可以通过光照进行改性。

这项研究中概述的进展的关键是二酮 SO 改变颜色的方式,使研究人员能够深入了解正在发生的事情

“这些 PCLT 过程步骤的视觉指示使我们能够在分子水平上推进目前对晶体熔化的理解,”Tani 说。

该研究已发表在《化学科学》杂志上。

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