p Pesquisadores da Universidade de Tsukuba desenvolveram um novo tipo de material cristalino com mudança de cor que pode ser usado para indicar a presença de água. A mudança na tonalidade é dramática o suficiente para ser avaliada a olho nu. Este trabalho pode levar à criação de sensores "vapocrômicos" altamente sensíveis que podem mostrar se um determinado gás ou vapor de água está presente sem a necessidade de energia externa. p Os sensores químicos são importantes para muitos processos industriais. Para garantir segurança e eficiência, as fábricas geralmente precisam ser monitoradas quanto a gases potencialmente tóxicos ou até mesmo excesso de umidade. Sensores de vapor de água são particularmente importantes, mas pode ter vida útil limitada ou exigir alimentação externa. Para endereçar isto, cientistas da Universidade de Tsukuba inventaram um novo material cristalino que muda de cor quando exposto ao vapor de água. Dentro do cristal, moléculas com ramificações longas chamadas dendrímeros são mantidas juntas por forças de van der Waals.

p "Os dendrímeros de carbazol aromáticos contendo anéis de carbono são ancorados a um núcleo de dibenzofenazina, "explica o autor sênior, o professor Yohei Yamamoto." Curiosamente, mesmo que as forças de van der Waals sejam geralmente consideradas relativamente fracas, o cristal permanece junto durante a operação. "

p A equipe de pesquisa também caracterizou extensivamente o novo material. Além de estudar a cor nos estados hidratado e desidratado usando espectroscopia, os cientistas usaram técnicas, incluindo análise de difração de raios-X de cristal único e pó, bem como análises termogravimétricas. Com base nos resultados experimentais e cálculos teóricos da teoria funcional da densidade, eles foram capazes de determinar o mecanismo molecular responsável pelas diferentes aparências em diferentes concentrações de água. As propriedades de mudança de cor do cristal vêm de mudanças de conformação nos dendrímeros. Após a exposição ao vapor de água, os planos das unidades de carbazol mais externas no cristal se retorcem simultaneamente. Este movimento muda as energias dos orbitais eletrônicos, o que faz com que os elétrons absorvam diferentes cores de luz.

p "Acreditamos que nossas descobertas levarão a uma maior exploração dos cristais porosos de van der Waals, muito parecido com estruturas metal-orgânicas que encontraram um lugar na química, "O professor Yamamoto diz." Este trabalho pode levar a uma nova classe de sensores de gás que podem funcionar em locais de difícil acesso, porque eles não requerem alimentação externa. "