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新型可见光光开关可以提供更好的分子光控制

发布:laserpulse阅读:318时间:2019-6-12 14:13:22

来自五个欧洲机构的科学家联盟开发出一种新型分子光电开关,仅在可见光下工作。新开关显示大分离的吸收带,并在包括水在内的各种溶剂中起作用。研究人员认为,新型开关可以为需要快速响应功能的各种应用开发改进的光控系统。新型的光开关将光致变色染料硫靛蓝和偶氮苯结合到称为亚氨基硫吲哚(ITI)的光开关中。大学医学中心Groningnen的研究人员推测,这两种染料的融合在分子开关中广泛使用,可以提供比光学开关本身更好的功能。“然而,最初的结果非常令人失望,”合成该化合物的研究员Mark Hoorens说。但是,当在阿姆斯特丹大学的装置重复照射实验时,那里有更好的时间分辨率,结果是积极的。

用于实现ITI实际工作的第一个发现的光学设备, 由阿姆斯特丹大学Wybren Jan Buma友情提供。

ITI的一个“父母”在UV区吸收并具有条带分离,而另一个“母体”在可见光区域吸收但没有良好的条带分离。 在阿姆斯特丹工厂,研究人员看到一个完全分离的吸收带出现在ITI稳态吸收带的红色100nm处,寿命约为10到20毫秒。

这是描述ITI如何在状态之间切换的图示。 由格罗宁根大学医学中心Wiktor Szymanski提供。

在佛罗伦萨大学欧洲非线性光谱实验室进行的有关毫微微秒和皮秒时间尺度的其他实验为进一步的机械研究奠定了基础。研究人员Mariangela Di Donato说:“从这些研究中可以看出,ITI开启了几百飞秒的超快时间尺度,类似于光线照射时我们眼睛中的视觉色素的转换速度。” 南特大学和帕拉奇大学的研究人员进行了量子化学计算,以确认ITI是一个完全可见光的光开关。计算预测两种光异构体的吸收最大值与实验观察到的相似,但也预测了切换回适合观察寿命的原始形式的屏障。研究人员AdèleLaurent和Miroslav Medved说:“首先,我们对这种巨大的100纳米波段分离感到非常困惑。”“但我们的计算现在为此提供了合理的解释。更好的是,它们允许我们预测如何修改ITI以满足其用户的特定要求。“Hoorens合成了几种照片开关,这些照片开关在阿姆斯特丹大学,佛罗伦萨大学,南特大学和Palacký大学的实验室中得到了进一步的验证。研究人员表示,从这些研究中可以看出,ITI是一种多功能光开关,可以在包括生物在内的各种实验条件下操作,并且相对容易调节。 ITI可以在固态和极性溶剂中从环己烷转换为水,因此适用于从响应材料到光化学的各种应用。

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