Estranho cristal derrete e muda de cor quando exposto à luz: WebCuriosos
Uma equipe de químicos da Universidade de Osaka, no Japão, identificou uma propriedade rara em um cristal. Quando exposto ao brilho frio da luz ultravioleta (UV), o material orgânico sólido se transforma em líquido.
Além do mais, este cristal sofre uma série interessante de mudanças em sua luminescência à medida que derrete, o que aponta para mudanças na estrutura do cristal em nível molecular.
Embora incomum, não é a primeira substância encontrada a passar pelo que é conhecido como transição cristal-líquido foto-induzida (PCLT). Mas ser capaz de estudar a transição usando luz poderia ajudar os cientistas a compreendê-la melhor, potencialmente abrindo toda uma gama de usos potenciais em fotônica, eletrônica e distribuição de medicamentos.
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“Este é o primeiro cristal orgânico que conhecemos que apresenta uma evolução luminescente durante a fusão do cristal, apresentando mudanças na intensidade e na cor, do verde ao amarelo,” diz químico Mao Komura.
O material é um tipo de composto orgânico conhecido como dicetona heteroaromática, que a equipe apelidou de 'SO' em homenagem ao enxofre e ao oxigênio em seus dois anéis.
Quando exposto pela primeira vez à luz UV, o composto cristalino SO brilha com uma luz verde fraca. À medida que a exposição continua, entretanto, ele brilha em amarelo e derrete lentamente. Com base em observações atentas da nitidez da fronteira entre os estados, fica claro que o aquecimento não é responsável pela transição.
Usando cálculos teóricos e uma variedade de técnicas de estudo (incluindo análise de raios X e análise de propriedades termodinâmicas), além de dados de pesquisa anteriora equipe determinou que a dicetona SO estava na verdade mudando de uma forma molecular (“inclinada”) para outra (“planar”).
Informações adicionais foram obtidas de outros compostos cristalinos semelhantes, que não derreteram ou derreteram, mas não mudaram de cor. Isso diz aos pesquisadores algo sobre as mudanças moleculares que ocorrem à medida que esses cristais passam de sólidos para líquidos.
“Descobrimos que as mudanças na luminescência surgem de processos sequenciais de afrouxamento do cristal e mudanças conformacionais antes da fusão,” diz o químico Yosuke Tani, da Universidade de Osaka.
Olhando de trás para frente, mostra que há algo especial no arranjo molecular desses materiais que significa que eles derreterão e mudarão de fase quando expostos a certos tipos de luz.
E ser capaz de controlar materiais com luz pode ser muito útil: é relativamente acessível e simples de fazer, ecológico e não invasivo. Um exemplo de aplicação sugerida pelos pesquisadores é um adesivo reversível que pode ser modificado através da exposição à luz.
A chave para o progresso descrito neste estudo é a maneira como a dicetona SO mudou de cor, dando aos pesquisadores uma visão vital sobre o que estava acontecendo nas menores escalas dentro do composto cristalino.
“Essas indicações visuais das etapas do processo PCLT nos permitiram avançar na compreensão atual da fusão de cristais em nível molecular,” diz Esse.
A pesquisa foi publicada em Ciência Química.
