Chemici van de Johannes Gutenberg University Mainz (JGU) en de Université de Montréal in Canada hebben een moleculair systeem ontwikkeld dat in staat is tot zeer nauwkeurige optische drukmetingen.

De edelsteen robijn diende als inspiratiebron. Echter, het systeem ontwikkeld door het team onder leiding van professor Katja Heinze van het JGU Institute of Inorganic Chemistry and Analytical Chemistry en professor Christian Reber aan de Université de Montréal is een in water oplosbaar molecuul, geen onoplosbare vaste stof. als robijn, dit molecuul bevat het element chroom dat het zijn rode kleur geeft, en het is daarom moleculaire robijn genoemd. Deze moleculaire robijn kan dankzij zijn oplosbaarheid zowel in vaste toestand als in edelsteenrobijn als in oplossing worden gebruikt om druk te meten. Dus, dit moleculaire systeem heeft potentiële toepassingen op het gebied van materiaalwetenschappen, homogene en heterogene katalyse, en alle denkbare gebieden waar drukveranderingen gemonitord moeten worden. De onderzoeksresultaten zijn onlangs gepubliceerd in Internationale editie van Angewandte Chemie .

Het meten van de druk met de moleculaire robijn is heel eenvoudig. De relevante plaats wordt bestraald met blauw licht om te worden geabsorbeerd door de moleculaire robijn, die vervolgens infraroodstraling uitzendt. Afhankelijk van de druk, de energie van het uitgestraalde licht varieert op een zeer gevoelige manier. Uit de luminescentie-energie kan dan de werkelijke druk worden afgelezen.

De geavanceerde drukafhankelijke luminescentiemetingen tot 45, 000 bar zijn uitgevoerd door Sven Otto, een promovendus in het team van Heinze, in de laboratoria van de Reber-groep aan de Université de Montréal. Het onderzoeksverblijf van Sven Otto werd gefinancierd door de Materials Science in Mainz (MAINZ) Graduate School of Excellence. "Het experimentele werk in Montréal was een geweldige ervaring en de succesvolle proof of concept was gewoon fantastisch, " zei Otto. "De hoogste druk die wordt toegepast in een zogenaamde diamanten aambeeldcel is ongeveer 45 keer hoger dan die ervaren op de diepst bekende plek in de oceaan", legde Otto uit. "De zeer grote effecten die met dit moleculaire materiaal zijn waargenomen, zijn werkelijk verbluffend, " voegde professor Christian Reber toe, een expert in hogedrukluminescentiespectroscopie en momenteel een DAAD-gastwetenschapper aan de Universiteit van Mainz, gefinancierd door de Duitse Academische Uitwisselingsdienst. In feite, de effecten zijn tot twintig keer groter bij de moleculaire robijnkristallen dan bij de veelgebruikte edelsteenrobijn.

Het principe van optische drukmetingen met op chroom gebaseerde materialen is niet nieuw. Echter, tot nu, al deze materialen zijn volledig onoplosbaar zoals robijn. Drukmetingen met een enkel type opgeloste moleculaire soorten die drukveranderingen direct in oplossing rapporteren, waren nog niet bereikt. "Echter, onze moleculaire robijn kan het lukken, " zei professor Katja Heinze. "We hopen dat onze bevindingen de weg zullen effenen voor totaal andere toepassingen dan de klassieke en we werken momenteel in deze richting."