Ученые ИОНХ РАН научились изменять структуру материала с помощью света

Уникальный слоистый материал, управлять структурой которого можно с помощью света, создали ученые из Института общей и неорганической химии (ИОНХ) им. Н. С. Курнакова РАН, 2 октября сообщает портал «Научная Россия» со ссылкой на пресс-службу ИОНХ РАН. Структура нового материала состоит из ультратонких положительно заряженных слоев гидроксида иттрия и встроенных между ними (интеркалированных) кислотных остатков коричной кислоты (циннамат-анионов).

Облучение материала ультрафиолетовым светом изменяет форму и размер анионов, приводя к сжатию структуры этого гибридного соединения. Результаты исследования нового материала разработчики представили в статье «Циннамат-интеркалированный слоистый гидроксид иттрия: переключаемый материал, чувствительный к ультрафиолетовому излучению», опубликованной в журнале Micromachines. Коричная кислота и ее производные представляют собой органические вещества, молекулы которых существуют в нескольких формах — изомерах, различающихся только взаимным расположением атомов. Превратить транс-изомер циннамат-аниона в цис-циннамат в растворе можно достаточно легко — облучив его ультрафиолетом. Сложнее произвести такое трансформирование, когда анион коричной кислоты входит в состав кристаллического соединения, поскольку такому превращению сопротивляется жесткая структура кристалла. Однако исследователи добились изомеризации циннамат-анионов в составе кристаллического соединения, воздействовав ультрафиолетовым светом на его субмикронные кристаллы, помещенные в спиртовую среду. Малый размер кристаллов и нахождение в межслоевом пространстве подвижных молекул спирта снизили жесткость структуры кристаллического соединения и позволили превратиться транс-изомеру циннамат-аниона в его цис-изомер. Такая трансформация привела к изменению расстояния между слоями гидроксида иттрия в материале и сжатию его кристаллической структуры. Проведенное исследование новых способов управления структурой кристаллических соединений с помощью внешних воздействий, таких как свет, важно для целей синтеза новых материалов с управляемыми свойствами, которые востребованы, например, в медицине для создания контейнеров, предназначенных для адресной доставки и высвобождения биологически активных соединений.