Sommige materialen lichten op, hun kleur en intensiteit veranderen onder mechanische krachten zoals slijpen of wrijven. Deze lichtgevende "mechanochrome" materialen kunnen verschillende emissiekleuren in het zichtbare lichtspectrum produceren, van blauw naar rood. Hun kleurverschuivingen onder dwang zijn goed gedocumenteerd, en worden veroorzaakt door veranderingen in de kristalstructuren van de moleculen.

Onlangs, een grote verschuiving van het zichtbare spectrum naar het infrarood is geïdentificeerd en beschreven in de Tijdschrift van de American Chemical Society . Zo'n grote verandering is ongekend en spannend vanwege de potentiële toepassingen voor bio-imaging en onzichtbare inkten.

In een poging om nieuwe mechanochrome verbindingen te ontwikkelen, een onderzoeksgroep aan de Hokkaido University in Japan ontdekte dat een goudverbinding genaamd 9-antryl goud (Ι) isocyanidecomplex een unieke eigenschap heeft. In zijn oorspronkelijke vorm, de stof produceerde een zichtbare blauwe fluorescentie met een golflengte van 448 nanometer (nm). Na te zijn vermalen tot een fijn poeder, de stof produceerde infraroodemissies (fosfolescentie) met een golflengte van 900 nm. De infraroodstraling is onzichtbaar voor het blote oog.

"Dit is de eerste keer dat een materiaal zo'n dramatische verschuiving maakt - een verandering van 452 nm - die ook reikt tot in het infrarode deel van het lichtspectrum, " zegt Tomohiro Seki, de hoofdpersoon en corresponderende auteur van het artikel.

De röntgenkristallografische analyses van de onderzoeksgroep onthulden dat de grote verschuiving gebaseerd is op een kristallijne-naar-amorfe faseovergang die sterke intermoleculaire interacties tussen de goudionen zou moeten creëren.

"De ontwikkeling van infrarood emitterende materialen is over het algemeen moeilijk, en geschikte ontwerpstrategieën blijven beperkt. Echter, in dit geval, eenvoudig slijpen kan een infrarood-emitterend materiaal opleveren, " zegt Hajime Ito, de corresponderende auteur. "Infrarood is onzichtbaar voor het blote oog, maar detecteerbaar met een spectrometer. Dus, ons materiaal heeft een groot potentieel voor bio-imaging en veiligheidsinkten."