Nós usamos um interruptor para girar de vez em quando luzes; contudo, a luz pode igualmente actuar como um interruptor próprio, por exemplo quando as moléculas mudam sua estrutura em cima da irradiação. As moléculas de Photoswitchable são potencial interessantes para o uso no armazenamento de dados holográfico, como interruptores moleculars para nanomachines, ou para comutar funções biológicas nas ciências biológicas.
A fim costurar estas moléculas para aplicações diferentes, é necessário ter uma compreensão detalhada dos mecanismos subjacentes da reacção. Uma equipe conduzida pelo Prémio Nobel Ahmed Zewail e pelos membros de seu grupo em Caltech em Pasadena (Califórnia, EUA) relata agora no jornal Angewandte Chemie sobre seu uso de estudos da difracção de elétron observar uma molécula photoswitchable em processo do “interruptor”.
A molécula sob o exame era um sistema complexo do anel que comutasse entre um formulário fechado e um formulário aberto em cima da irradiação com luz UV. No formulário fechado do spiropyran consiste em dois sistemas de anel fundido planares que formam dois planos ortogonais. Quando irradiada, uma ligação é quebrada abrir um único anel. Neste formulário aberto do merocyanin, ambas as unidades da molécula são conectadas somente através de uma ponte feita por três ligações. Cada Um destes liga-se pode teòrica ter um de dois regimes espaciais, que são designados como cis e o transporte. Além Disso, esta molécula contem um nitro grupo (- NO2), que permita que participe na estado-camisola interioa dois eletrônica diferente ou objectiva-quando entusiasmado pela luz.
Que formulário escolhe? Este é o que pesquisa desejado determinar a fim estudar o mecanismo da reacção. Para fazer este, usaram um método conhecido como a difracção de elétron da laser-dessorção. Nesta técnica, uma amostra é caloroso e vaporizada pelo laser tão ràpida que as moléculas da amostra não têm o tempo para decompr. As moléculas isoladas são bombardeadas então com elétrons. Os elétrons são difractados pelos núcleos atômicos da molécula, que conduz a um teste padrão de difracção característico. Os cientistas gravaram testes padrões de difracção 100 nanossegundos antes e depois da excitação com UV.
Usando cálculos do modelo teórico, os pesquisadores podiam interpretar estes testes padrões de difracção. O resultado: Do “a abertura Anel conduz primeiramente à estrutura cis-transporte-cis,” de acordo com Zewail, “ao competir, trajectos não-irradiative conduz a outras estruturas, tais como os formulários fechados em seus estados à terra da objectiva tripla e da camisola interioa.”
“Nossos resultados demonstram a capacidade enorme da técnica da difracção de elétron para resolver tal complexo, estruturas da nanômetro-escala com simetria mínima,” diz Zewail.