Tim hemičara sa Univerziteta u Osaki u Japanu identifikovao je retko svojstvo u kristalu. Kada je izložen hladnom sjaju ultraljubičastog (UV) svetlosti, čvrsti organski materijal se pretvara u tečnost.
Štaviše, ovaj kristal prolazi kroz zanimljiv niz promena u svojoj luminiscenciji dok se topi, što ukazuje na promene u strukturi kristala na molekularnom nivou.
Iako neuobičajeno, to nije prva supstanca koja je pronađena koja prolazi kroz ono što je poznato kao foto-indukovana tranzicija kristala u tečnost (PCLT). Ali mogućnost proučavanja tranzicije pomoću svetlosti može pomoći naučnicima da je bolje razumeju, potencijalno otvarajući čitav niz potencijalnih upotreba u fotonici, elektronici i isporuci lekova.
„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 hemičar Mao Komura.
Materijal je vrsta organskog jedinjenja poznatog kao heteroaromatični diketon, koji je tim nazvao ‘SO’ po sumporu i kiseoniku u dva prstena.
Kada se prvi put izloži UV svetlu, kristalno jedinjenje SO sija u slabom zelenom svetlu. Međutim, kako se ekspozicija nastavlja, svetli žuto i polako se topi. Na osnovu bliskih posmatranja oštrine granice između stanja, jasno je da zagrevanje nije odgovorno za tranziciju.
Koristeći teorijske proračune i različite tehnike proučavanja (uključujući rendgensku analizu i analizu termodinamičkih svojstava), plus podatke iz prethodnih istraživanja, tim je utvrdio da se diketon SO zapravo prelazi iz jednog molekularnog oblika („iskrivljenog“) u drugi („planarni“). „).
Daljnji uvidi su dobijeni iz drugih sličnih kristalnih jedinjenja, koja se ili nisu istopila ili su se istopila, ali nisu promenila boju. To istraživačima govori nešto o molekularnim promenama koje se dešavaju dok se ovi kristali prelaze iz čvrstih u tečnosti.
„Otkrili smo da promene u luminiscenciji nastaju usled sekvencijalnih procesa otpuštanja kristala i konformacionih promena pre topljenja“, kaže hemičar Iosuke Tani sa Univerziteta u Osaki.
Radeći unazad, pokazuje da postoji nešto posebno u molekularnom rasporedu ovih materijala što znači da će se istopiti i prebacivati između faza kada su izloženi određenim vrstama svetlosti.
A mogućnost kontrolisanja materijala pomoću svetlosti može biti veoma korisna: relativno je pristupačna i jednostavna za izvođenje, ekološki prihvatljiva i neinvazivna. Jedan primer primene koji su predložili istraživači je reverzibilni lepak koji se može modifikovati kroz izlaganje svetlosti.
Ono što je ključno za napredak prikazan u ovoj studiji je način na koji je diketon SO promenio boju, dajući istraživačima vitalni uvid u ono što se dešavalo na najmanjim razmerama unutar kristalnog jedinjenja.
„Ove vizuelne indikacije koraka PCLT procesa omogućile su nam da unapredimo trenutno razumevanje topljenja kristala na molekularnom nivou“, kaže Tani.
