スピロピランの超高速双方向光交換
Johannes Buback1, Martin Kullmann, Florian Langhojer
1Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, Universität Würzburg, Am Hubland, 97074 Würzburg, Germany.
Journal of the American Chemical Society
|November 5, 2010
まとめ
この研究では,6,8-ディニトロ-BIPS分子が光を用いて2つの形態の間に超高速で双方向的に切り替わることが示されています. この分子スイッチは,高量子効率でピコ秒で動作し,先進的な光学材料への道を開く.
科学分野:
- フォトケミストリー フォトケミストリー
- 分子スイッチ 分子スイッチ
- フェムトケミストリー (Femtochemistry) とは
背景:
- 6,8-dinitro-1',3',3'-trimethylspiro[2H-1-benzopyran-2,2'-indoline] (6,8-dinitro-BIPS) は,スピロピランとメロシアニンの形態の間の可逆的な切り替えを示しています.
- 分子スイッチの光化学的制御は,高度な材料の開発に不可欠です.
研究 の 目的:
- 6,8-ディニトロ-BIPSの双方向光化学的なスイッチングダイナミクスを調査する.
- リング開閉反応のスイッチング速度と量子効率を決定する.
- スイッチングプロセスに関与する分子形態をスペクトル顕微鏡で識別する.
主な方法:
- フェムト秒の3色ポンプ・リポンプ・プローブスペクトロスコーピー.
- 紫外線/可視ポンプおよび可視/中赤外線探査実験.
- 分子形態の識別のための光譜分析.
主要な成果:
- 6,8-ディニトロ-BIPSの環閉 (スピロピラン) と環開 (メロシアニン) 形態の間の双方向光誘導の切り替えが達成されました.
- 完全なスイッチングサイクルは,わずか6 ps (リングの閉塞に続くリングの開閉) と40 ps (リングの開閉に続くリングの閉閉) で観察されました.
- リング開閉の量子効率は,それぞれ約9%,40%と決定された.
結論:
- 6,8-dinitro-BIPSは,超高速双方向分子スイッチとして機能します.
- この分子は,両方向のスイッチングに対して,高い量子効率を示している.
- これらの発見は,光制御による急速な分子変換を必要とするアプリケーションにおける6,8-ディニトロ-BIPSの可能性を強調しています.
