Команда Боннского университета (Германия) осуществила неравновесную сборку металлоорганических капсул с помощью света

Репортаж от Wedoany，Немецкая команда Лариссы К. С. фон Крбек из Боннского университета, используя палладий и светочувствительный лиганд, успешно создала миниатюрные самоорганизующиеся металлоорганические «капсулы», способные изменять форму под воздействием света. Этот лиганд специально разработан таким образом, что в обычных условиях он образует смесь двух структур, находящихся в равновесии.

С помощью облучения ультрафиолетовым и видимым светом (включая солнечный) исследователи наблюдали, может ли свет самостоятельно вывести систему из термодинамического равновесия и поддерживать новое состояние. Эксперименты показали, что «E»-конфигурация лиганда естественным образом образует смесь треугольных капсул (примерно 78%) и фонареобразных капсул (около 22%). Ультрафиолетовое облучение превращает все E-капсулы в «Z»-конфигурацию, способную образовывать только фонареобразные капсулы; последующее облучение видимым светом возвращает лиганд в E-форму, но при этом он восстанавливает только фонареобразную структуру, не образуя больше треугольную.

Этот световой механизм «информационного храповика» позволяет непрерывному белому или дневному свету вызывать постоянное взаимопревращение E и Z, что приводит к непрерывному накоплению фонареобразных капсул, несмотря на то, что в равновесном состоянии они не являются термодинамически наиболее стабильным продуктом. Это исследование доказывает, что только с помощью света можно автономно выводить молекулярную систему из равновесия и удерживать ее в этом состоянии, подобно тому, как живые организмы используют энергию для поддержания неравновесных состояний.

Этот метод конструирования металлоорганических капсул предлагает новые идеи для разработки светоуправляемых молекулярных машин и материалов. Такие системы могут накапливать химическую энергию, выполнять механическую работу или контролировать пути реакций без необходимости сложных внешних синхронизирующих стимулов. Этот подход также перспективен для распространения на области светоуправляемых реакционных каскадов и адаптивных материалов, используя окружающий или даже солнечный свет для активного поддержания структуры и функций материалов.

Данный материал скомпилирован платформой Wedoany. При цитировании материалов, созданных с помощью искусственного интеллекта (ИИ), необходимо обязательно указывать источник — «Wedoany». В случае выявления нарушения прав или иных проблем просим своевременно информировать нас. Сайт оперативно внесёт изменения или удалит материал.Электронная почта: news@wedoany.com