Мы используем, чтобы включить огни и выключения, однако, свет может также выступать в качестве самого переключателя, например, когда молекулы изменяют свою структуру при облучении. Photoswitchable молекул являются потенциально интересными для использования в голографической хранения данных, как молекулярные переключатели для наномашин, или для переключения биологических функций в области биологических наук.
Для того, чтобы приспособить эти молекулы для различных приложений, необходимо иметь полное представление о глубинных механизмов реакции. Команда во главе с лауреатом Нобелевской премии Ахмед Зевайла и членов его группы из Калифорнийского технологического института в Пасадене (Калифорния, США) в настоящее время отчеты в журнале Angewandte Chemie об их использовании электронной дифракции наблюдать photoswitchable молекулы в процесс «переключения».
Молекула под экспертиза сложная система кольцо, которое переключается между замкнутой форме и открытую форму при облучении ультрафиолетовым светом. В замкнутой форме спиропирана он состоит из двух плоских плавленого кольцевые системы, которые образуют два ортогональных плоскостях. При облучении, связь прерывается, чтобы открыть одно кольцо. В этой открытой форме merocyanin, оба блока молекулы связаны только через мост производится тремя связями. Каждый из этих облигаций теоретически может иметь одно из двух пространственных механизмов, которые обозначены как цис-и транс. Кроме того, эта молекула содержит нитрогруппы (-NO2), что позволяет ей войти в двух разных электронных состояний-синглет или триплет-при возбуждении светом.
Какую форму это выбрать? Это то, что исследования пожелали, чтобы определить с целью изучения механизма реакции. Для этого они использовали метод, известный как лазерная десорбция дифракции электронов. В этой технике, образец нагревается и испаряется лазерным так быстро, что образец молекулы не успевают разложиться. Изолированных молекул, затем бомбардировке электронами. Электроны дифракцию атомных ядер молекулы, что приводит к характерным дифракционную картину. Ученые записали дифракционные картины 100 наносекунд до и после возбуждения с УФ.
С помощью теоретических расчетов модель, исследователи смогли интерпретировать эти дифракционных картин. Результат: "Кольцо отверстие ведет в первую очередь цис-транс-цис-структуры", в соответствии с Зевайла, ". В то время как конкурирующие, не irradiative пути ведут в другие структуры, такие как замкнутые формы в их триплетных и синглетных землю"
"Наши результаты демонстрируют огромные возможности техники электронной дифракции для решения таких сложных, нанометровых структур с минимальной симметрии", говорит Зевайла.