Химики научились отслаивать кристалл светом

0

Ученые открыли способ отделения сверхтонких слоев с некоторых кристаллов при помощи облучения видимым светом. Воздействие электромагнитного импульса меняет форму части молекул соединения, из-за чего происходит отслаивание от оставшейся части. Результаты опубликованы в журнале Chemical Communications.

Атомы во многих химических веществах со сложной формулой могут располагаться относительно друг друга по-разному — это явление называет изомерией. Одним из ее вариантов является цис-транс-изомерия — понятие, использующееся в органической химии для обозначения веществ, у которых функциональные группы находятся по одну сторону углеродной цепи (цис-изомер) или по разные (транс-изомер). Как и все виды изомеров, такие пары веществ одинаковы по атомному составу и молекулярной массе, но могут отличаться по свойствам.

В новой работе химики из США и Саудовской Аравии синтезировали кристаллы цис-диметил-2 (3— (антраценил-9) аллилиден) малоната (DMAAM) из водного раствора. В ходе экспериментов по изучению фотохимических свойств этих кристаллов авторы облучали их односекундными импульсами света. Оказалось, что такое воздействие приводит к отделению тонкого слоя от основной части кристалла. Химики называют это явление новым видом фотомехнической реакции, которую они назвали фотоиндуцированным расслаиванием.

При детальном изучении процесса оказалось, что молекулы DMAAM под действием света претерпевали цис-транс изомеризацию, в результате которой примерно 10-20% молекул становились транс-изомерами. Вследствие этого упаковка молекул на поверхности кристалла оказывалась неэффективной, что приводило к появлению аморфного, некристаллического слоя, который был достаточно мягким для изменения формы и отслаивания.

Так как в работе были использованы цельные кристаллы вещества, то процесс фотоиндуцированного расслаивания можно было повторять на одном и том же объекте по нескольку раз. Более того, толщина отделяющегося слоя зависела от глубины проникновения света, которую можно было контролировать, меняя длительность импульса. Исследователи считают, что подобные материалы можно использовать для создания механических переключателей, обновляющихся поверхностей и регулируемых клейких веществ.