Kristallen gemaakt van goudcomplexen veranderen van kleur als ze van structuur veranderen van "chiraal" naar "achiraal" wanneer ze worden gemalen.

"Slimme" materialen die van kleur veranderen als reactie op een mechanische stimulus, hebben een breed scala aan toepassingen, zoals het maken van drukgevoelige sensoren en verpakkingen die sabotage kunnen detecteren.

Onderzoekers van Hokkaido University hebben nu een nieuw "mechano-responsief luminescent materiaal" ontworpen met behulp van een goud- en isocyanidecomplex, die twee gebonden ringen van koolstof- en waterstofatomen omvat.

Wanneer het materiaal voor het eerst wordt voorbereid, het is een stroperige olie. De olie straalt een oranje kleur uit onder ultraviolette straling. Wanneer de olie wordt geprikt met een naald, echter, het kristalliseert willekeurig ofwel in "chirale" gele kristallen die groen licht uitstralen of in "achirale" witachtig grijze kristallen die blauwachtig groen licht uitstralen.

Een kristal is chiraal als de moleculen zodanig zijn uitgelijnd dat het niet op zijn spiegelbeeld kan worden geplaatst. Dit maakt je linker- en rechterhand chiraal, bijvoorbeeld, terwijl een blikje frisdrank achiraal zou zijn.

De olie transformeerde ook in chirale of achirale kristallen wanneer ze respectievelijk in contact kwamen met kleine stukjes van elk kristal. Verder, wanneer ultrasoon gedurende 20 minuten op de olie werd aangebracht, het veranderde in een poeder van de achirale kristallen.

Opmerkelijk, het malen van chirale kristallen zorgde ervoor dat ze overgingen in achirale kristallen terwijl ze tegelijkertijd hun emissie-eigenschappen veranderden. "Dit is het eerste bewijs dat de chirale-naar-achirale faseovergang veroorzaakt door een mechanische stimulus de emissie-eigenschappen zou kunnen veranderen, " zegt Hajime Ito, de corresponderende auteur van de studie gepubliceerd in de Tijdschrift van de American Chemical Society . "Achirale kristallen zijn over het algemeen stabieler dan chirale kristallen, bekend als de regel van Wallach. Dit maakt de chirale-naar-achirale overgang zeer redelijk."

Dit is het eerste voorbeeld van dit soort materiaal, ze zeggen, en hun resultaten geven aan dat de dynamische verandering tussen de twee kristalfasen een veelbelovende strategie kan zijn om universele mechanisch-responsieve functionele materialen te ontwerpen. "Door zich te richten op moleculen die zowel chirale als achirale kristallen kunnen vormen en de regel van Wallach volgen, misschien kunnen we mechanisch verantwoorde materialen strategischer en efficiënter ontwikkelen, " voegde Ito eraan toe.