Откриха кристал със съвсем уникални свойства, който ще доведе до създаването на нови технологии

Много вещества преминават в течна фаза, когато са изложени на определена температура над температурата на топене. Дори някои кристали имат тази способност, което не е изненадващо. Но знаете ли, че има вещества, които започват да се топят и стават течни, когато са изложени на светлина?

Японски учени откриха точно такова свойство в органичен кристал. Това е съединение, известно като хетероароматен дикетон. Учените са го нарекли SO дикетон, по името на съдържащите се в него сяра и кислород. Когато е изложен на светлина, този кристал започва да свети в зелено, а след това в жълто и започва да се топи като лед. Но тези промени не протичат с него под каквато и да е светлина, а само под ултравиолетова светлина. Понастоящем това е единственият известен кристал, който притежава подобни свойства.

Топенето на кристала под въздействието на светлината

Хетероароматният дикетон не е първото вещество, което се разтапя, когато е изложено на светлина, преминавайки от кристално в течно състояние. Това явление отдавна е известно на учените и се нарича фотоиндуциран преход от кристал в течност (PCLT). Затова кристалите, които се топят под въздействието на светлината, обикновено се наричат „PCLT материали„.

Въпреки това конкретният кристал претърпява редица промени в луминесценцията при топенето си. Това показва, че във веществото настъпват промени на молекулярно ниво, в резултат на които материалът променя способността си да поглъща и излъчва светлина.

Когато за първи път е изложен на ултравиолетова светлина, SO започва да свети в зелено. След това, когато кристалът продължи да се излага на ултравиолетова светлина, сиянието се променя от зелено в жълто и той започва да се топи. Всички тези процеси протичат без ни най-малко топлинно въздействие. Краткият клип по-долу показва подробно как се променя кристалът, когато е изложен на въздействието на ултравиолетовата светлина.

За да разберат какво точно се случва с кристала, изследователите са използвали теоретични изчисления, както и най-различни методи за визуално наблюдение, като рентгенов анализ и редица други техники. Те изследвали и други подобни кристали, които не се разтопяват или които се разтопяват, но не променят цвета си.

Как става това топене

Въз основа на всички свои открития изследователите стигат до заключението, че кристалът променя цвета си преди топене в резултат на процеса на разхлабване на структурата му и промяната на разположението на атомите в пространството. Молекулярната форма се променя от „наклонена“ в „плоска“. За това изследователите съобщават в списание Chemical Science.

Учените отбелязват, че са постигнали голям напредък в разбирането на причините, поради които кристалите се топят, когато са изложени на светлина, благодарение на факта, че SO на практика има „светлинен индикатор“. Светлината сигнализира за процеси, които протичат на молекулярно ниво. Резултатите разкриват нови възможности за създаването на PCLT материали с различни свойства.

Ползите от уникалния кристал

Както казват самите учени, има нещо специално в молекулярното подреждане на SO и другите подобни кристали, което ги кара да променят състоянието си и да се топят, когато са изложени на определени спектри светлина. В резултат на това тези материали могат да бъдат контролирани с помощта на светлината. Това свойство може да намери различни приложения.

Най-простото и очевидно приложение на кристала е като обратимо фоточувствително лепило, което може да се модифицира със светлина. Освен това свойствата на кристала могат да бъдат полезни в отрасли като фотониката, електрониката, фотолитографията, съхранението на топлинната енергия и др. Освен това, според изследователите, те могат да се използват и в медицината за високоточна доставка на лекарства в организма.