La macinazione di cristalli chirali di complessi di oro e isocianuro ha causato la loro transizione in cristalli achirali, modificando contemporaneamente le loro proprietà di emissione. Credito:Università di Hokkaido
I cristalli realizzati con complessi d'oro cambiano colore mentre cambiano struttura da "chirale" ad "achirale" quando vengono macinati.
I materiali "intelligenti" che cambiano colore in risposta a uno stimolo meccanico hanno una vasta gamma di applicazioni come la creazione di sensori sensibili alla pressione e imballaggi in grado di rilevare la manomissione.
I ricercatori dell'Università di Hokkaido hanno ora progettato un nuovo "materiale luminescente meccano-sensibile" utilizzando un complesso di oro e isocianuro, che comprende due anelli legati di atomi di carbonio e idrogeno.
Quando il materiale viene preparato per la prima volta, è un olio viscoso. L'olio emette un colore arancione sotto irraggiamento ultravioletto. Quando l'olio viene bucato con un ago, però, si cristallizza casualmente in cristalli gialli "chirali" che emettono luce verde o in cristalli grigio-biancastri "achirali" che emettono luce verde bluastra.
Un cristallo è chirale se le molecole sono allineate in modo tale da non poter essere sovrapposte alla sua immagine speculare. Questo rende le tue mani sinistra e destra chirali, Per esempio, mentre una lattina di soda sarebbe achirale.
L'olio si trasformava anche in cristalli chirali o achirali a contatto rispettivamente con piccoli pezzi di ciascun cristallo. Per di più, quando l'ultrasuono è stato applicato all'olio per 20 minuti, si trasformò in una polvere di cristalli achirali.
L'olio viscoso composto da oro e isocianuro cristallizza in risposta agli stimoli in un cristallo chirale o in un cristallo achirale. Un cristallo chirale si trasforma in un cristallo achirale quando viene macinato. Le transizioni di fase causano cambiamenti di colore. Credito:Jin M. et al., Giornale dell'American Chemical Society, 23 maggio 2017
Sorprendentemente, la macinazione dei cristalli chirali ha causato la loro transizione in cristalli achirali, modificando contemporaneamente le loro proprietà di emissione. "Questa è la prima prova che la transizione di fase da chirale ad achirale causata da uno stimolo meccanico potrebbe alterare le proprietà di emissione, "dice Hajime Ito, l'autore corrispondente dello studio pubblicato nel Giornale della Società Chimica Americana . "I cristalli achirali sono generalmente più stabili dei cristalli chirali, nota come regola di Wallach. Questo rende la transizione da chirale ad achirale molto ragionevole".
Questo è il primo esempio di questo tipo di materiale, dicono, ei loro risultati indicano che il cambiamento dinamico tra le due fasi cristalline può essere una strategia promettente per progettare materiali funzionali universali meccano-reattivi. "Prendendo di mira molecole che possono formare cristalli sia chirali che achirali e seguire la regola di Wallach, potremmo essere in grado di sviluppare materiali meccano-responsabili in modo più strategico ed efficiente, "aggiunse Ito.
