Eine Rose ist unter jedem anderen Namen eine Rose, aber wie sieht es mit einem Kristall aus? Forscher unter der Leitung der Osaka Metropolitan University haben herausgefunden, dass Einzelkristalle aus vier Anthracen-Derivaten mit verschiedenen Substituenten bei Bestrahlung mit Licht unterschiedlich reagieren. Daraus lassen sich möglicherweise Hinweise gewinnen, wie wir solche Materialien funktional nutzen können.
Der Doktorand Sogo Kataoka, Dr. Daichi Kitagawa, ein Dozent, und Professor Seiya Kobatake von der Graduate School of Engineering und Kollegen verglichen die Fotoreaktionen der Einzelkristalle, als der gesamte Anthracenkristall mit Licht bestrahlt wurde.
Die Ergebnisse sind veröffentlicht In Chemische Wissenschaft.
Bei zwei der Anthracen-Derivate verläuft die Photoreaktion gleichmäßig im gesamten Kristall. Bei den anderen beiden verläuft die Photoreaktion ungleichmäßig vom Rand zur Mitte des Kristalls. Das Forschungsteam fand außerdem heraus, dass bei ungleichmäßigen Photoreaktionen die Moleküle während des Prozesses stark rotieren müssen, sodass die Reaktion vom Rand des Kristalls aus verläuft, wo ausreichend Rotationsraum vorhanden ist.
„Wenn wir auf Grundlage der Erkenntnisse dieser Forschung die Anordnung und Reaktivität von Molekülen in Kristallen steuern können, wird es möglich sein, Reaktionen räumlich selektiv ablaufen zu lassen und Fotoreaktionen nur an der gewünschten Stelle auszulösen“, erklärt Dr. Kitagawa. „In Zukunft wollen wir durch 3D-Simulationen und die Entwicklung funktionaler Materialien, die beliebiges Verhalten zeigen können, detailliertere Faktoren beleuchten.“
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Zusammenhang zwischen räumlich heterogener Reaktionsdynamik und photochemischer Kinetik in Einkristallen von Anthracen-Derivaten, Chemische Wissenschaft (2024). DOI: 10.1039/d4sc03060e