Extraño cristal se derrite y cambia de color cuando se expone a la luz: ScienceAlert

Un equipo de químicos de la Universidad de Osaka en Japón ha identificado una propiedad rara en un cristal. Cuando se expone al resplandor frío de la luz ultravioleta (UV), el material orgánico sólido se convierte en líquido.

Además, este cristal sufre una interesante serie de cambios en su luminiscencia a medida que se funde, lo que indica cambios en la estructura del cristal a nivel molecular.

Aunque es inusual, no es la primera sustancia que experimenta lo que se denomina transición de cristal líquido fotoinducida (PCLT). Pero ser capaz de estudiar la transición utilizando la luz podría ayudar a los científicos a comprenderla mejor, abriendo potencialmente una amplia gama de usos potenciales en la fotónica, la electrónica y la administración de fármacos.

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“Este es el primer cristal orgánico que conocemos que exhibe una evolución luminiscente tras la fusión del cristal, mostrando cambios de intensidad y color de verde a amarillo”. dicho químico Mao Komura.

El material es un tipo de compuesto orgánico conocido como dicetona heteroaromática, que el equipo denominó “SO” por el azufre y el oxígeno en sus dos anillos.

Cuando se expone por primera vez a la luz ultravioleta, el compuesto de cristal SO brilla con una luz verde tenue. Sin embargo, a medida que continúa la exposición, se vuelve amarillo y se derrite lentamente. Basado en observaciones cuidadosas de la nitidez del límite entre estados, está claro que el calentamiento no es responsable de la transición.

Usando cálculos teóricos y una variedad de técnicas de estudio (incluyendo análisis de rayos X y análisis de propiedades termodinámicas), así como datos de Búsqueda anteriorel equipo determinó que la dicetona SO en realidad pasa de una forma molecular (“sesgada”) a otra (“planar”).

Otra información se obtuvo de otros compuestos cristalinos similares, que no se fundieron ni se fundieron pero no cambiaron de color. Esto les dice a los investigadores algo sobre los cambios moleculares que ocurren cuando estos cristales cambian de sólidos a líquidos.

“Descubrimos que los cambios de luminiscencia son el resultado de procesos secuenciales de relajación de cristales y cambios conformacionales antes de la fusión”. dicho químico Yosuke Tani, de la Universidad de Osaka.

Trabajando hacia atrás, muestra que hay algo especial en la disposición molecular de estos materiales, lo que significa que se derriten y cambian de fase cuando se exponen a ciertos tipos de luz.

Y poder controlar materiales con luz podría ser muy útil: es relativamente asequible y sencillo de hacer, respetuoso con el medio ambiente y no invasivo. Una aplicación de ejemplo sugerida por los investigadores es un adhesivo reversible que se puede cambiar por exposición a la luz.

La clave del progreso descrito en este estudio es la forma en que la dicetona SO cambia de color, lo que brinda a los investigadores una idea esencial de lo que estaba sucediendo en las escalas más pequeñas dentro del compuesto cristalino.

“Estas indicaciones visuales de los pasos en el proceso PCLT nos han permitido avanzar en la comprensión actual de la fusión de cristales a nivel molecular”. dicho Tani.

La investigación ha sido publicada en ciencias quimicas.