Исследователи из Института общей и неорганической химии имени Н.С. Курнакова РАН разработали уникальный материал с возможностью управления его структурой с помощью света.
Новый материал состоит из тонких слоев гидроксида иттрия с положительным зарядом и встроенных между ними анионов — кислотных остатков коричной кислоты, известных как циннамат-анионы. Под воздействием ультрафиолетового света форма и размеры этих анионов изменяются, что приводит к сжатию структуры гибридного соединения.
Коричная кислота и ее производные относятся к органическим соединениям, молекулы которых могут существовать в различных формах, отличающихся расположением атомов, но имеющих одинаковый химический состав. Такое явление известно в органической и неорганической химии и называется изомерией.
Превращение транс-изомера циннамат-аниона в цис-циннамат происходит легко в растворе под воздействием обычного ультрафиолетового облучения. Однако, если анион коричной кислоты входит в состав кристаллического соединения, такая трансформация становится гораздо сложнее из-за жесткой структуры кристалла.
Исследователям удалось добиться изомеризации циннамат-анионов в составе кристаллического соединения путем УФ-облучения субмикронных кристаллов, помещенных в спиртовую среду.
Малый размер кристаллов и наличие подвижных молекул спирта в межслоевом пространстве сделали структуру кристаллического соединения менее жесткой, что позволило транс-изомеру циннамат-аниона превратиться в его цис-изомер. В результате изменилось расстояние между слоями гидроксида иттрия и произошло сжатие его кристаллической структуры.
Сделанное открытие дает доступ к новым возможностям для управления структурой кристаллических соединений с использованием внешних воздействий, таких как свет. Такие материалы с управляемыми свойствами могут быть использованы для создания контейнеров, способных направленно доставлять и высвобождать биологически активные соединения.
