Dok se mnogi materijali tope kada se zagreju, istraživači iz Japana su nedavno otkrili novi materijal u kome se topljenje može indukovati ultraljubičastim svetlom umesto toplotom. Još intrigantnije, ovaj materijal pokazuje promene u svojim luminiscentnim svojstvima dok se topi. Ovaj materijal je prvi organski kristalni materijal koji pokazuje promene u luminiscentnoj boji i intenzitetu nakon topljenja izazvanog ultraljubičastom svetlošću.
Istraživači sa Univerziteta u Osaki objavili su svoje otkriće ove nove klase kristalnih jedinjenja koja reaguju na foto, „heteroaromatičnih 1,2-diketona“, u Chemical Science 20. aprila. Zračenje svetlosti uzrokuje topljenje kristala u ovim materijalima, fenomen koji se naziva foto- indukovani prelaz kristala u tečnost (PCLT).
Ovaj fenomen može dramatično da promeni svojstva materijala i omogućava širok spektar primena, na primer, reverzibilni lepkovi koji reaguju na foto i koji se mogu kontrolisati svetlošću. Za nekoliko materijala se pokazalo da imaju ovo svojstvo topljenja kristala; stoga je otkriće nove klase PCLT materijala veliki korak napred u ovoj oblasti.
U karakterizaciji njihove novootkrivene klase PCLT materijala, istraživači su otkrili da jedan član ove klase, diketon SO, pokazuje promene u luminiscenciji tokom procesa topljenja izazvanog zračenjem. „Ovo je prvi organski kristal za koji znamo da pokazuje luminescentnu evoluciju tokom topljenja kristala, pokazujući promene u intenzitetu i boji, od zelene do žute“, kaže glavni autor Mao Komura. Posmatranje topljenja kristala u realnom vremenu sa evolucijom luminiscencije. Zasluge: Univerzitet u Osaki
Ove promene u luminiscenciji, odnosno promene u načinu na koji materijal apsorbuje i emituje svetlost, ukazuju na to da SO prolazi kroz promene oblika na molekularnom nivou tokom PCLT procesa. Nadovezujući se na prošla istraživanja luminiscentnih molekula, istraživački tim je shvatio da bi mogli dalje da istraže ove promene na molekularnom nivou koje su u osnovi PCLT-a kako bi bolje razumeli fenomen topljenja kristala.
„Otkrili smo da promene u luminiscenciji nastaju usled sekvencijalnih procesa otpuštanja kristala i konformacionih promena pre topljenja“, objašnjava stariji autor Iosuke Tani. „Ove vizuelne indikacije koraka PCLT procesa omogućile su nam da unapredimo trenutno razumevanje topljenja kristala na molekularnom nivou.“
Primenom monokristalne rendgenske analize, analize termodinamičkih svojstava i teorijskih proračuna za ispitivanje mehanizama koji upravljaju ponašanjem ovog novog PCLT materijala, istraživači su pokazali da je neuređeni sloj u kristalu ključni faktor za PCLT u ovoj klasi materijala.
Ovo otkriće novog PCLT materijala, zajedno sa njegovom karakterizacijom, pruža fundamentalni uvid u mehanizam topljenja kristala i omogućiće veće mogućnosti za projektovanje PCLT materijala sa različitim primenama, uključujući fotolitografiju, skladištenje toplotne energije i prijanjanje izazvano svetlom.
