Aktualizace: 25.03.2024 15:39
Praha – Čeští vědci vyvinuli molekulu, která pomocí světelného impulzu mění svoji strukturu a nově nepřechází mezi dvěma stavy, ale třemi, což umožňuje do její molekulární struktury uložit více informací než doposud. Článek Jakuba Copka a Tomáše Slaniny vydal časopis Chemical Communications. O jejich objevu informoval Ústav organické chemie a biochemie Akademie věd ČR.
O další formě neboli stavu molekul se vědělo, avšak byly nestabilní, a proto se jim vědci povětšinou vyhýbali. Slaninův tým ale dokázal tuto problematiku vyřešit. „Teď můžeme molekulu precizně a selektivně přepínat mezi třemi stavy podle podmínek, které si sami zvolíme,“ uvedl Copko.
Molekulám, které dokážou vlivem světla změnit svou strukturu, se říká fotopřepínače. Změna jejich struktury se mnohdy promítne do makroskopické změny. Molekula tak v okamžiku, kdy ji ozáří světlo, například změní barvu, což je viditelné pouhým okem. Dalo by se říct, že takové molekuly fungují stejně jako křemíkové čipy v otázce uchovávání informací. „S tím rozdílem, že díky svým miniaturním rozměrům dokážou na stejné ploše uchovávat řádově větší množství informací než křemíkové čipy,“ řekl Slanina.
„Vše ale funguje pouze tehdy, jsou-li fotopřepínače dostatečně stabilní a samovolně se nepřepínají mezi jednotlivými formami v nepřítomnosti světla. Právě tahle podmínka byla dosud jen obtížně splnitelná, a o přechod do třetího stavu v rámci jedné molekuly se proto odborníci ani nepokoušeli. Možné je to až díky našemu současnému objevu,“ uvedl Slanina.
Při přechodu z druhého do třetího stavu se tentokrát výrazně nemění barva, ale geometrie molekuly. Škála využití nového objevu je podle vědců široká, nicméně její celý potenciál odborná komunita začíná teprve objevovat.
Vědci ze Slaninova týmu se fotopřepínačům věnují dlouhodobě. Konkrétně se soustředí na takzvané fulgidy, o něž se zajímá jen hrstka laboratoří na celém světě. Ačkoliv ve srovnání s jinými fotopřepínači mají fulgidy obecně lepší vlastnosti, jejich příprava byla zatím velmi složitá.
„Když jsem nastupoval na doktorské studium, jeden fulgid jsem připravoval i měsíc. Teď, díky naší chemické zkratce, je to připravené za odpoledne,“ řekl Copko. Slanina uvedl, že se jejich tým snaží, aby fulgidy nebyly jen skupinou látek z učebnic, ale aby se dostaly do širšího povědomí. Obor fotopřepínačů to může podle něj posunout celosvětově.
Díky práci Slaninova týmu je nyní příprava fotopřepínačů tak jednoduchá, že ji zvládne jakákoliv syntetická laboratoř bez předchozích zkušeností s chemií fotopřepínačů.