Kristali i çuditshëm shkrin dhe ndryshon ngjyrën kur ekspozohet ndaj dritës

Një ekip kimistësh nga Universiteti Osaka në Japoni kanë identifikuar një veti të rrallë në një kristal. Kur ekspozohet ndaj shkëlqimit të ftohtë të dritës ultravjollcë (UV), materiali organik i ngurtë shndërrohet në një lëng.

Për më tepër, ky kristal pëson një seri interesante ndryshimesh në luminescencën e tij ndërsa shkrihet që tregojnë ndryshime në strukturën e kristalit në një nivel molekular.

Edhe pse e pazakontë, nuk është substanca e parë e gjetur që i nënshtrohet asaj që njihet si tranzicioni kristal në lëng i induktuar nga fotot (PCLT). Por aftësia për të studiuar tranzicionin duke përdorur dritën mund t’i ndihmojë shkencëtarët ta kuptojnë atë më mirë, duke hapur potencialisht një gamë të tërë përdorimesh të mundshme në fotonik, elektronikë dhe shpërndarjen e ilaçeve.

“Ky është kristali i parë organik që ne njohim që shfaq një evolucion lumineshent gjatë shkrirjes së kristalit, duke treguar ndryshime në intensitet dhe ngjyrë, nga jeshile në të verdhë”, thotë kimisti Mao Komura.

Materiali është një lloj komponimi organik i njohur si një diketon heteroaromatik, një që ekipi e quajti ‘SO’ sipas squfurit dhe oksigjenit në dy unazat e tij.

Kur ekspozohet për herë të parë ndaj dritës UV, përbërësi kristal SO shkëlqen në një dritë të zbehtë jeshile. Ndërsa ekspozimi vazhdon, megjithatë, ai shkëlqen në të verdhë dhe shkrihet ngadalë. Bazuar në vëzhgimet e afërta të mprehtësisë së kufirit midis shteteve, është e qartë se ngrohja nuk është përgjegjëse për tranzicionin.

Duke përdorur llogaritjet teorike dhe një sërë teknikash studimi (përfshirë analizën me rreze X dhe analizën e vetive termodinamike), plus të dhënat nga kërkimet e mëparshme, ekipi përcaktoi se diketoni SO në fakt po kalonte nga një formë molekulare (“shtrirë”) në tjetrën (“planare” “).

Vështrime të mëtejshme u morën nga komponime të tjera të ngjashme kristalore, që ose nuk u shkrinë ose u shkrinë, por nuk ndryshuan ngjyrë. Kjo u tregon studiuesve diçka në lidhje me ndryshimet molekulare që ndodhin ndërsa këto kristale kalojnë nga trupat e ngurtë në të lëngët.

“Ne zbuluam se ndryshimet në luminescencë lindin nga proceset e njëpasnjëshme të lirimit të kristalit dhe ndryshimeve konformacionale përpara shkrirjes,” thotë kimisti Yosuke Tani, nga Universiteti i Osakës.

Duke punuar mbrapsht, tregon se ka diçka të veçantë në rregullimin molekular të këtyre materialeve që do të thotë se ato do të shkrihen dhe do të kalojnë ndërmjet fazave kur ekspozohen ndaj llojeve të caktuara të dritës.

Dhe aftësia për të kontrolluar materialet me dritë mund të jetë shumë e dobishme: është relativisht e përballueshme dhe e thjeshtë për t’u bërë, miqësore me mjedisin dhe jo invazive. Një shembull aplikimi i sugjeruar nga studiuesit është një ngjitës i kthyeshëm që mund të modifikohet përmes ekspozimit të dritës.

Ajo që është kyçe për progresin e përshkruar në këtë studim është mënyra se si diketoni SO ndryshoi ngjyrën, duke u dhënë studiuesve një pasqyrë jetike në atë që po ndodhte në shkallët më të vogla brenda përbërjes kristalore.

“Këto indikacione vizuale të hapave të procesit PCLT na mundësojnë të avancojmë kuptimin aktual të shkrirjes së kristaleve në nivel molekular,” thotë Tani.