Японские ученые выяснили, что отрицательно заряженный ион способен менять форму молекул и скорость переноса электронов. Рассказываем, как это открытие поможет в создании умных материалов.
Исследовательская группа под руководством профессора Хиромицу Маэды из Университета Рицумейкан в Японии обнаружила, что выбор отрицательно заряженного иона — противоиона — может фундаментально изменять форму, электронные свойства и скорость переноса заряда внутри сложных светочувствительных молекул. Результаты их работы, опубликованные в журнале Chemical Science, открывают путь к созданию интеллектуальных материалов нового поколения.
Ученые работали с катионными π-электронными системами — сложными молекулярными конструкциями, где фрагменты, отдающие электроны, соединены с фрагментами, принимающими их. Введя в центр структуры феналенильный фрагмент и варьируя отрицательные ионы хлора, тетрафторбората или пентацианоциклопентадиенида, исследователи заметили кардинальные изменения. Идентичность противоиона определяла не только форму анион-связывающего фрагмента — связывание хлорида приводило к инвертированию колец, тогда как крупные ионы способствовали образованию несвязанной конформации, — но и то, насколько жестко молекула сопротивляется внешнему воздействию.
Эти структурные различия напрямую влияли на сверхбыстрые процессы после поглощения света. Измерения показали перенос электрона от одной части молекулы к феналенильному фрагменту всего за 200 фемтосекунд для одного типа иона и даже быстрее для другого. Таким образом, простое изменение невидимого партнера по заряду обеспечило ученым способ модуляции скорости переноса электронов на квантовом уровне.
Источник: hi-tech.mail.ru