Foto: © bluebay2014 / Dollar Photo Club

Superrychlé neiontové fotopřepínače: Využití push-pull efektu

Molekulární fotopřepínače jsou molekuly, ve kterých můžeme světlem vyvolat vratnou strukturní změnu. Typickým příkladem jsou aromatické azosloučeniny, které při osvícení UV nebo viditelným světlem mění svůj tvar (dojde k E/Z izomeraci dvojné vazby mezi dvěma atomy dusíku). Takové molekuly jsou zajímavé pro použití v nejrůznějších aplikacích ovládaných světlem od elektroniky až po genetiku.

Pro mnoho takových aplikací je nezbytné, aby k návratu přepínače do „vypnutého“ stavu docházelo co nejrychleji. Nejrychlejší známé přepínače na bázi azosloučenin jsou látky iontové. Ionty jsou však hůře rozpustné v polymerních matricích, což významně omezuje možnost jejich využití.

Vědci z Ústavu organické chemie a biochemie AV ČR, Univerzity Komenského v Bratislavě a Goetheho Univerzity ve Frankfurtu spolupracovali pod vedením Elišky Procházkové (ze skupiny NMR spektroskopie) a Marka Cigáně na přípravě extrémně rychlých přepínačů na bázi azopyrimidinů ne-iontového charakteru.

Výzkumníci využili kvantově-chemických výpočtů k návrhu molekul, které by se měly přepínat v řádu nanosekund. Navržené struktury využívají tzv. push-pull efektu, kdy elektronově bohatý substituent na jedné straně molekuly tlačí elektrony směrem k elektronově deficitnímu substituentu na druhé straně molekuly. Tím dojde k posunu elektronů, což významně stabilizuje planární (plochou) strukturu počátečního E izomeru, tudíž se i podstatně urychlí návrat ze světlem indukovaného Z-isomeru.

Vědcům se podařilo připravit sérii molekul, které opravdu vykazovaly předpovídané super rychlé vypínání v řádu od stovek milisekund až po jednotky nanosekund. Nejrychlejší z nich má poločas změny pouhé 2 nanosekundy a vyrovná se tak nejrychlejším iontovým přepínačům.

Výsledky výzkumu, publikovaného v časopise Angewandte Chemie International Edition, tak nabízejí široké možnosti využití při přípravě moderních chytrých materiálů a součástek určených například ke zpracování optických dat v reálném čase.

Čechová, L., Filo, J., Dračínský, M., Slavov, C., Sun, D., Janeba, Z., Slanina, T., Wachtveitl, J., Procházková, E., Cigáň, M. (2020). Polysubstituted 5‐Phenylazopyrimidines: Extremely Fast Non‐Ionic Photochromic Oscillators. Angewandte Chemie International Edition. DOI: 10.1002/anie.202007065

převzato z Ústavu organické chemie a biochemie AV ČR

Hipokampus se při depresi zmenšuje, amygdala může ale růst

Studie provedená na více než 10 000 pacientech s depresí ukázala, že těmto lidem se …

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Používáme soubory cookies pro přizpůsobení obsahu webu a sledování návštěvnosti. Data o používání webu sdílíme s našimi partnery pro cílení reklamy a analýzu návštěvnosti. Více informací

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close