Международная группа учёных под руководством исследователей из Queensland University of Technology (QUT) ставит под сомнение устоявшееся представление в фотохимии, что имеет потенциальные применения в различных областях — от медицины до производства.
Исследование, опубликованное в Journal of the American Chemical Society, [представляет теорию](https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.5c06961), объясняющую, что эффективность света в запуске химических реакций не определяется только тем, насколько сильно молекула его поглощает. Статья называется «Микроокружение как объяснение несоответствия между фотохимической поглощающей способностью и реактивностью».
Основные выводы исследования
Группа исследователей под руководством главного исследователя, заслуженного профессора Кристофера Барнера-Коволлика, и ведущих авторов доктора Джошуа Кэрролла и Фреда Пашели-Джонсона из группы QUT Soft Matter Materials Group определила новый механизм, включающий молекулярное микроокружение, которое может существенно влиять на то, как молекулы реагируют на свет.
«В течение многих лет считалось, что цвет, который молекула поглощает сильнее всего, будет наиболее эффективным для запуска фотореакций», — сказал доктор Кэрролл. «Наши эксперименты подтвердили, что микроокружение вокруг каждой отдельной поглощающей молекулы может приводить к совершенно разным свойствам».
Команда QUT обнаружила, что эти эффекты могут приводить к увеличению времени жизни молекул в возбуждённом состоянии, делая некоторые молекулы более реактивными под воздействием красного смещённого света с более низкой энергией.
Методы исследования
Поведение было связано с известным явлением в науке о флуоресценции, называемым «эффектом красного края», и его влияние на фотохимическую реактивность было подтверждено с помощью передовых экспериментальных методов, включая [флуоресцентную спектроскопию](https://phys.org/tags/fluorescence+spectroscopy/) и графики фотохимического действия.
Флуоресцентная спектроскопия — это метод, используемый для изучения флуоресцентных свойств веществ, то есть того, как они поглощают свет на одной длине волны, а затем излучают свет на большей длине волны. Графики фотохимического действия показывают, насколько эффективны разные длины волн света для запуска конкретной фотохимической реакции.
Состав исследовательской группы
В исследовательскую группу QUT также входили доктор Мацей Кляйн и доцент Аджай Пандей, а также профессор Андреас Унтеррайнер и Тереза Стефан из Технологического института Карлсруэ (KIT) и доктор Майкл Вальтер из Фрайбургского университета в Германии.
Потенциальное влияние
Наблюдаемый и объяснённый эффект позволит исследователям разрабатывать более сложные фотохимические технологии в таких областях, как [фотодинамическая терапия](https://phys.org/tags/photodynamic+therapy/), 3D-печать, органическая химия, солнечная энергетика и многие другие.
«Последствия огромны», — сказал профессор Барнер-Коволлик. «Контролируя микроокружение с помощью выбора растворителя или молекулярного дизайна, мы можем настроить влияние света на молекулы, что позволит повысить точность в доставке фотохимических лекарств, полимерной инженерии и сборе света».
Предоставлено [Queensland University of Technology](https://phys.org/partners/queensland-university-of-technology/).