Onderzoekers onder leiding van Jiří Kaleta van IOCB Praag hebben reguliere 2D-assemblages van isotopisch gelabelde moleculaire schakelaars gesynthetiseerd en de eigenschappen van hun isomerisatie gemeten, onthullend dat de vorming van een dergelijk samenstel de fotochemische schakeleigenschappen van de ingebedde moleculen niet belemmert. De isotopenlabels zijn in gebruik genomen bij het meten van schakeleigenschappen met behulp van een analytische techniek die afhankelijk is van de labels. Het team publiceerde de resultaten in de Tijdschrift van de American Chemical Society .

Zelforganisatie van individuele moleculaire machines, zoals motoren, rotoren, en schakelaars, in regelmatige en goed gedefinieerde twee- (2-D) of driedimensionale (3-D) arrays is een veelbelovende weg naar een nieuwe generatie slimme materialen. Tweedimensionale assemblages lijken vooral interessant vanwege hun mogelijke toepassing in gebieden zoals optica (OLED's) en nano-elektronica (geheugenapparaten, frequentiefilters, enzovoort.).

In samenwerking met onderzoekers van de faculteit Bètawetenschappen, Charles Universiteit in Praag en de Universiteit van Colorado, het IOCB Prague-team heeft deze assemblages verkregen met een methode die eerder is getest op andere moleculaire machines in overeenstemming met hun lopende onderzoek in de 2D-arrays van dergelijke supramoleculaire systemen. De onderzoekers monteerden de moleculaire schakelgroepen (gesubstitueerde azobenzenen) op staafachtige moleculen en verdeelden ze op de poreuze nanokristallen van een tris( O -fenyleendioxy)cyclotrifosfazeen (TPP)-matrix. De regelmatig verdeelde rechte poriën versterkten de regelmatige spreiding en parallelle oriëntatie van deze structuren.

De onderzoekers noemden de schakelaars ¹⁵ N, waardoor ze solid-state konden gebruiken ¹⁵ N NMR-spectroscopie om de . te detecteren cis / trans isomerisatie. Een reeks andere analytische technieken bevestigde de regelmatige structuur van de assemblages. Vergelijking van thermische stappen in oplossing en supramoleculaire oppervlakte-insluitingen onthulde dat het schakelen van individuele moleculen niet wordt aangetast door de nabijheid van buren.

Het binden van de moleculaire schakelaars aan het oppervlak van een vast materiaal levert verschillende belangrijke voordelen op. In tegenstelling tot bulkkristallen, de schakelsegmenten van de moleculen hebben voldoende ruimte om hun configuratie te wijzigen. En in tegenstelling tot een oplossing, de moleculen maken deel uit van een vast periodiek systeem, meer controle over hun positie geven, die kunnen leiden tot het potentiële gebruik van dergelijke materialen in toepassingen waar hun specifieke positie een rol speelt, bijv. geheugen apparaten.