Yüzyıllık Varsayım Yıkıldı: Işıkla Tetiklenen Kimyada Yeni Dönem
Araştırmacılar, fotokimyada bir molekülün mikro çevresinin ışığa nasıl tepki verdiğini güçlü bir şekilde etkileyebileceğini gösteren yeni bir mekanizma keşfettiler.
QUT’taki araştırmacıların liderliğindeki küresel bir bilim insanları ekibi, sağlık hizmetlerinden ileri üretime kadar birçok alanı etkileyebilecek bulgularla fotokimyaya dair uzun süredir devam eden inancı altüst ediyor.
Journal of the American Chemical Society’de yayınlanan çalışmaları, ışığın kimyasal reaksiyonları yönlendirme yeteneğinin, bir molekülün ışığı ne kadar güçlü emdiğinden daha fazlasına bağlı olduğunu öne sürüyor.
Baş araştırmacı Profesör Christopher Barner-Kowollik ve baş yazarları QUT Yumuşak Madde Malzemeleri Grubu’ndan Dr. Joshua Carroll ve Fred Pashely-Johnson tarafından yönetilen grup, daha önce gözden kaçan bir mekanizmayı ortaya çıkardı. Yerel moleküler ortamın, moleküllerin ışığa maruz kaldığında nasıl tepki verdiğini şekillendirmede önemli bir rol oynadığını buldular.
Dr. Carroll, “Işık bir renk spektrumundan oluştuğu için, uzun yıllardır bir molekül tarafından en çok emilen rengin, herhangi bir fotoreaksiyonu tetiklemede en etkili renk olacağı bekleniyordu,” dedi.
“Deneylerimiz, her bir emici molekülün etrafındaki mikro ortamın çok farklı özelliklere yol açabileceğini doğruladı.”
Kırmızıya Kaymış Işık ve “Kırmızı Kenar Etkisi”
QUT ekibi, bu etkilerin daha uzun uyarılmış durum ömürlerine yol açabileceğini ve belirli molekülleri düşük enerjili, kırmızıya kaymış ışık altında daha reaktif hale getirebileceğini buldu.
Bu davranış, floresans biliminde “kırmızı kenar etkisi” olarak adlandırılan bilinen bir olguyla ilişkilendirildi ve fotokimyasal reaktivite üzerindeki etkisi, floresans spektroskopisi ve fotokimyasal etki grafikleri gibi gelişmiş deneysel tekniklerle doğrulandı.
Floresan spektroskopisi, maddelerin floresan özelliklerini incelemek için kullanılan bir tekniktir; yani, bir dalga boyundaki ışığı nasıl emip daha uzun bir dalga boyunda ışık yaydıklarını inceler. Fotokimyasal etki grafikleri, farklı ışık dalga boylarının belirli bir fotokimyasal reaksiyonu yönlendirmede ne kadar etkili olduğunu gösterir.
Uluslararası Bir Çalışma
QUT araştırma ekibi ayrıca Dr. Maciej Klein ve Doçent Ajay Pandey’nin yanı sıra Karlsruhe Teknoloji Enstitüsü’nden (KIT) Profesör Andreas Unterreiner ve Theresa Stephan ile Almanya’daki Freiburg Üniversitesi’nden Dr. Michael Walter’dan oluşuyordu.
Gözlemlenen ve rasyonelleştirilen etkinin potansiyel etkisi, araştırmacıların fotodinamik terapi, 3B baskı, organik kimya, güneş enerjisi ve daha birçok alanda daha gelişmiş fotokimyasal teknolojiler geliştirmelerini sağlayacaktır.
Profesör Barner-Kowollik, “Etkileri çok büyük,” dedi.
“Çözücü seçimi veya moleküler tasarım yoluyla mikro ortamları kontrol ederek, ışığın molekülleri nasıl etkilediğini ayarlayabiliriz; bu da fotokimyasal ilaç iletimi, polimer mühendisliği ve ışık hasadında daha fazla hassasiyete olanak tanır.”
Kaynak: https://scitechdaily.com
Bilim İnsanları İlk Kez Mutlak Sıfırda Hareket Eden Molekülleri Yakaladı