A light switch for chemical reactions — ABC Chemicals


A light switch for chemical reactions - ABC Chemicals

Пролить немного света на некоторые исходные материалы может подтолкнуть их по одному из двух путей реакции. Такой выключатель света можно использовать для преодоления дифракционного барьера для печати крошечных компонентов на электронных схемах с разрешением в нанометрах. 

Ханнес Хоук, Филип Дю Пре и Кристофер Барнер-Коволлик из Квинслендского технологического университета, Брисбен, Технологический институт Карлсруэ и Гентский университет, изучили возможность включения света для химических реакций. Они предполагают, что способность контролировать результат реакции с помощью внешнего переключателя является «ключевой границей в сфере контроля химической реакции». Они продемонстрировали принципиальное доказательство с реакциями триазолиндионов. Эти виды являются полезными связующими агентами в биомедицинских и полимерных исследованиях и могут подвергаться реакциям Дильса-Альдера и реакциям присоединения.

Команда сообщает, что ультрафиолетовое излучение вызовет реакцию Дильса-Альдера с фотоклетками диенов. И наоборот, в темноте при температуре окружающей среды происходит реакция присоединения с алкенами. Однако, если на реакционную смесь попадает видимый свет, происходит фотополимеризация, которая вызывает количественную фотодеактивацию, которая останавливает все реакции. Тем не менее, приглушите свет, и выключатель можно снова щелкнуть.

A light switch for chemical reactions - ABC Chemicals

Это явление можно использовать для соединения небольших молекул с соединениями, представляющими интерес для биомедицины, с точным контролем, а также для открытия возможности создания фоторезистов сверхвысокого разрешения для трехмерной лазерной литографии. Переключение между включенным и выключенным состояниями реакций всегда было возможно, но полагалось на температуру в качестве контролирующего фактора. Освещение обеспечивает более точное управление не только во времени, но и в пространстве, поскольку свет можно включать, выключать и снова включать мгновенно. Кроме того, определенные области могут быть замаскированы, чтобы держать их в тени, в то время как другие области купаются в свете.

Связанные реакции, которые реагируют на различные длины волн или цвет света, добавили бы еще один уровень контроля. «Результаты исследования могут создать фоторезисты сверхвысокого разрешения, которые преодолевают дифракционный барьер для печати линий шириной несколько нанометров с видимым светом — сегодня далекая мечта», — говорит Барнер-Коволлик. «Крайне важно, чтобы мы также создали больше систем, способных функционировать в качестве цветных фотопереключателей, чтобы иметь доступную целую библиотеку».

«Умно используется старая реакция, когда диенофил, который также является еновым реагентом, превращается видимым светом в неактивную полимерную форму. Однако полимер термически возвращается в активную форму. Таким образом, реакция Дильса-Альдера (на основе фотоенола, генерируемого УФ-светом) и тепловая реакция могут быть отключены или включены предварительным облучением видимым светом или темным периодом », — объясняет Амилра Де Сильва из Королевского университета в Белфасте. «Обычная цель фотохимиков — использовать свет, чтобы вызвать реакцию. Отключить химическую реакцию светом нелегко, особенно если это сделать обратимо. Но если это можно сделать, то возникают возможности субмикронного фотоизображения », — добавляет он.







Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *