Onderzoekers in Japan hebben S0→Tn ontdekt, een voorheen over het hoofd gezien elektronische overgang in fotoreacties die optreden in moleculen die zware atomen bevatten en worden blootgesteld aan zichtbaar licht. Het onderzoek is online gepubliceerd in Angewadte Chemie International Edition op 9 maart 2020.

In recente jaren, onderzoekers hebben veel aandacht besteed aan technieken voor het verwerken van materialen met zichtbaar licht omdat dit veiliger en gemakkelijker te hanteren is dan het gebruik van andere lichtbronnen, zoals UV-licht. De sleutel in dergelijke technologieën is om de fotoreactie te beheersen om de beoogde structurele veranderingen in het materiaal te bereiken.

"We hebben het mechanisme van fotoreacties bestudeerd in de basissynthetische organische chemie, maar er is altijd een mysterie geweest; fotoreacties worden bevorderd in moleculen die jodium bevatten tijdens bestraling met licht uit het niet-absorberende gebied. Om fotoreacties in materialen volledig te begrijpen en te beheersen, we moesten dit mysterie oplossen, " zegt Tetsuhiro Nemoto, een professor aan de Graduate School of Pharmaceutical Sciences aan de Chiba University in Japan.

De onderzoeksgroep onder leiding van Nemoto en Masaya Nakajima, een assistent-professor, onderzochte emissiekenmerken, zoals absorptiegolflengte, fluorescentie, en fosforescentie, in jodiumhoudende moleculen. De golflengte van excitatielicht die nodig is voor fosforescentie bij 550 nm varieerde van 230 tot 410 nm, hoewel er bijna geen absorptieband werd waargenomen bij golflengten boven 320 nm.

Verder, wanneer de absorptiegolflengte van monsters met een hoge concentratie werd gemeten met een cel van 10 cm, 10 keer zo lang als een normale, een S0 → Tn-absorbeerder werd waargenomen. Met deze fysieke resultaten, de onderzoeksgroep slaagde erin het bestaan ​​van de S0 →Tn-overgang in de jodiumhoudende moleculen aan te tonen.

interessant, de groep ontdekte ook dat radicale reacties die specifiek optreden bij fotoreacties met zichtbaar licht een algemeen chemisch fenomeen waren, niet alleen met jodium (I), maar ook met moleculen die zware atomen bevatten, zoals broom (Br) en bismut (Bi).

Op basis van deze fysische en chemische bevindingen, we moeten ons begrip van S0 → Tn vernieuwen, die volgens de huidige leerboeken, speelt niet de hoofdrol als mechanisme achter fotoreacties.

"In de toekomst, we verwachten dat dit mechanisme van fotoreactie zal leiden tot het ontwerp van nieuwe moleculen en reacties in verschillende onderzoeksgebieden, ' zegt Nakajima.