La luz ultravioleta es conocida por su capacidad para broncear (o quemar) la piel, matar bacterias y hasta descomponer ciertos materiales. Pero, ¿qué pasaría si te dijera que existe un material que literalmente se derrite bajo la luz ultravioleta? En una sorprendente hazaña de química e ingeniería de materiales, los investigadores de la Universidad de Osaka en Japón han hecho justamente eso.
Este nuevo material es el primer cristal orgánico conocido que cambia no sólo de estado físico, sino también de color y de intensidad lumínica al ser expuesto a la luz ultravioleta. Publicado en la revista Chemical Science, este material que se engloba dentro de las ‘1,2-dicetonas heteroaromáticas’ es un gran avance en el campo de los materiales con transición de cristal a líquido inducida por la luz (PCLT, por sus siglas en inglés).
El PCLT es un fenómeno intrigante que puede cambiar drásticamente las propiedades de un material y abrir la puerta a una amplia gama de aplicaciones, como adhesivos reversibles que se pueden controlar con luz. Hasta ahora, se conocen pocos materiales con esta propiedad de fusión de cristales, por lo que la aparición de una nueva clase de materiales PCLT representa un gran salto adelante en este campo.
Durante su estudio, los investigadores descubrieron que uno de los miembros de esta nueva clase de materiales, la dicetona ‘SO’, muestra cambios en su luminiscencia durante el proceso de fusión inducido por la irradiación. Específicamente, cambia de color e intensidad lumínica, pasando del verde al amarillo. Estos cambios son una indicación clara de que el SO está experimentando cambios moleculares en su forma durante el proceso de PCLT.
“Estos cambios en la luminiscencia surgen de procesos secuenciales de aflojamiento del cristal y cambios de conformación antes de la fusión”, explica el autor principal, Yosuke Tani. La visibilidad de estos cambios proporcionó a los investigadores la oportunidad de avanzar en la comprensión del proceso de fusión de cristales a nivel molecular.
Los investigadores emplearon análisis de rayos X de monocristal, análisis de propiedades termodinámicas y cálculos teóricos para examinar los mecanismos que gobiernan el comportamiento de este nuevo material PCLT. Descubrieron que una capa desordenada en el cristal es un factor clave para el PCLT en esta clase de materiales.
Esta novedosa investigación no sólo aporta una visión fundamental sobre el mecanismo de fusión de cristales, sino que también abre nuevas posibilidades para el diseño de materiales PCLT con una variedad de aplicaciones prácticas. Desde la fotolitografía hasta el almacenamiento de energía térmica, pasando por la adhesión inducida por la luz, las posibilidades parecen infinitas.
En resumen, en lugar de derretirse con el calor, estos nuevos compuestos se derriten con la luz. Este descubrimiento abre un nuevo campo de posibilidades en química y la ciencia de los materiales, ampliando nuestra comprensión de cómo la luz puede ser usada para manipular la materia a nivel molecular. Con este tipo de avances, el futuro de la ciencia de los materiales parece más brillante que nunca.
Referencia: http://dx.doi.org/10.1039/D3SC00838J
