Ricercatori in Giappone hanno scoperto S0→Tn, una transizione elettronica precedentemente trascurata nelle fotoreazioni che si verificano in molecole contenenti atomi pesanti esposte alla luce visibile. Lo studio è stato pubblicato online in Angewadte Chemie Edizione Internazionale il 9 marzo 2020.

Negli ultimi anni, i ricercatori hanno prestato molta attenzione alle tecniche di lavorazione dei materiali che utilizzano la luce visibile perché questa è più sicura e più facile da maneggiare rispetto all'utilizzo di altre fonti di luce, come la luce UV. La chiave in tali tecnologie è controllare la fotoreazione per ottenere i cambiamenti strutturali previsti nel materiale.

"Abbiamo studiato il meccanismo delle fotoreazioni nella chimica organica sintetica di base, ma c'è sempre stato un mistero; le fotoreazioni sono promosse in molecole contenenti iodio durante l'irradiazione con luce dalla regione non assorbente. Per comprendere appieno ed essere in grado di controllare le fotoreazioni nei materiali, dovevamo risolvere questo mistero, "dice Tetsuhiro Nemoto, professore presso la Graduate School of Pharmaceutical Sciences dell'Università di Chiba in Giappone.

Il gruppo di ricerca guidato da Nemoto e Masaya Nakajima, un assistente professore, caratteristiche di emissione studiate, come la lunghezza d'onda di assorbimento, fluorescenza, e fosforescenza, nelle molecole contenenti iodio. La lunghezza d'onda della luce di eccitazione richiesta per la fosforescenza a 550 nm variava da 230 a 410 nm, anche se quasi nessuna banda di assorbimento è stata osservata a lunghezze d'onda superiori a 320 nm.

Per di più, quando la lunghezza d'onda di assorbimento di campioni ad alta concentrazione è stata misurata utilizzando una cella di 10 cm, 10 volte più lungo di uno normale, è stato osservato un assorbitore S0→Tn. Con questi risultati fisici, il gruppo di ricerca è riuscito a dimostrare l'esistenza della transizione S0 →Tn nelle molecole contenenti iodio.

interessante, il gruppo ha anche scoperto che le reazioni radicaliche che si verificano specificamente nelle fotoreazioni con la luce visibile erano un fenomeno chimico comune non solo con lo iodio (I) ma anche con molecole contenenti atomi pesanti come bromo (Br) e bismuto (Bi).

Sulla base di questi risultati fisici e chimici, dobbiamo rinnovare la nostra comprensione di S0→Tn, che secondo i libri di testo attuali, non svolge il ruolo principale come meccanismo dietro le fotoreazioni.

"Nel futuro, ci aspettiamo che questo meccanismo di fotoreazione porti alla progettazione di nuove molecole e reazioni in vari campi di ricerca, " dice Nakajima.