Z czym może wchodzić w reakcje pobudzona cząsteczka?
Głównym podejrzanym od początku był tlen, który może się rozpuszczać w roztworach polimerów. Badacze przeanalizowali więc wpływ siedmiu polimerów na czas życia cząsteczek TDI, jednak nie wykryli powiązania między zdolnością do lepszego rozpuszczania tlenu a przyspieszoną fotodestrukcją TDI. Korelacja pojawiła się dopiero wtedy, gdy przyjrzano się, jaki wpływ na badane cząsteczki ma szybkość przenikania tlenu przez warstwę polimeru. Tu różnice były znaczące: polimery, przez które tlen przenikał wolno, wyraźnie wydłużały fotostabilność cząsteczek. Rekordowy polimer – okazał się nim popularny polichlorek winylu – potrafił zwiększyć czas życia cząsteczek nawet stukrotnie. Zaobserwowano także wydłużanie się tego czasu wraz z wiekiem polimeru. Był to kolejny argument przemawiający za kluczową rolą tlenu, wiadomo bowiem, że przez starsze polimery tlen przenika wolniej.

– Jesteśmy przekonani, że za przyspieszoną fotodestrukcję naszych cząsteczek odpowiada nie samo oddziaływanie cząsteczki ze światłem, a jej reakcje z tlenem. Cząsteczka po wzbudzeniu przechodzi do stanu fachowo określanego jako trypletowy. W tym stanie może przyłączyć trypletowy tlen, w stanie podstawowym. Tlen ulega wzbudzeniu, przechodzi do stanu singletowego, a singletowy tlen to wyjątkowo żarłoczne chemiczne indywiduum, błyskawicznie wchodzące w reakcje ze wszystkim w pobliżu – wyjaśnia prof. Waluk.

Wyniki grupy z IChF PAN, otrzymane dzięki finansowaniu z grantu Narodowego Centrum Nauki, mają szerokie znaczenie praktyczne. Zastosowane w laboratoriach, pozwolą zwiększyć możliwości badania pojedynczych cząsteczek chemicznych metodami fluorescencyjnymi, co było istotnym wyzwaniem od ponad 20 lat. Zrozumienie mechanizmu fotodestrukcji cząsteczek przyda się też wszędzie tam, gdzie obiekty użytkowe są wytwarzane z udziałem polimerów i barwników. Dobór odpowiednich polimerów, utrudniających migrację tlenu, może bowiem znacząco wydłużyć żywotność barwników i czas eksploatacji przedmiotu.

Źródło: IChF PAN
fot.: freeimages