Переключение: быстрая фотоизомеризация в ограниченном пространстве

Материалы, реагирующие на внешние стимулы, необходимы для решения новых задач в сфере передовых технологий и актуальных промышленных проблем. В настоящей работе впервые показано, что координационное включение фотореактивных структурных фрагментов, содержащих фотохромные спиропирановые и диарилэтеновые группы, в жёсткий каркас металлоорганических координационных полимеров (MOF) позволяет управлять их фот физическими свойствами, в частности кинетикой циклообратного превращения, с точностью, недостижимой в твёрдой фазе или растворе. На серии фотоактивных материалов впервые продемонстрирована возможность изменять скорость фотоизомеризации фотохромных соединений почти в 100 раз. Кроме того, скорость циклообратного превращения фотореактивных производных можно было регулировать в зависимости от структуры каркаса. Благодаря конструированию MOF удалось добиться полной изомеризации координационно иммобилизованных производных спиропирана, которые обычно демонстрируют ограниченную способность к фотопереключению в твёрдой фазе. Так, спектроскопический анализ показал, что новый моносубституированный дериват спиропирана, привитый к остову стойки MOF, обладает исключительно высокой скоростью фотоизомеризации — 0,16 с⁻¹, характерной для циклообратного превращения в растворе. Полученные фундаментальные принципы также были использованы для картирования изменений свойств материалов, что может создать основу для мониторинга их старения или структурной деградации.