Publikacja w The Journal of Physical Chemistry Letters (2024)
13 10 2024
W czasopiśmie The Journal of Physical Chemistry Letters (American Chemical Society) ukazała się publikacja naukowa autorstwa doktoranta Piotra Łaskiego oraz dr hab. Katarzyny N. Jarzembskiej, prof. ucz., wraz z zespołem. Artykuł zatytułowany „Nanosecond-Lived Excimer Observation in a Crystal of a Rhodium(I) Complex via Time-Resolved X-ray Laue Diffraction” powstał we współpracy z grupą badawczą prof. Alice Brink z University of the Free State, RPA. Praca została wyróżniona przez edytora czasopisma (Editor’s Choice).
Dogłębne badania oddziaływania światła z materią są niezbędne do zrozumienia m.in. mechanizmów kluczowych procesów (bio)chemicznych, natury stanów wzbudzonych czy dynamiki strukturalnej. Wiedzę tę można wykorzystać przy projektowaniu nowatorskich, efektywnych materiałów funkcjonalnych do zastosowań w optoelektronice, bateriach słonecznych, czujnikach itp. Ze względu na to, że wiele takich materiałów to materiały stałe, kryształy stanowią dogodny układ modelowy, gdyż można je stosunkowo łatwo badać metodami krystalograficznymi. W celu śledzenia krótko żyjących stanów przejściowych trzeba jednak sięgnąć po zaawansowane metody pomiarowe, jak np. metody pompy laserowej / sondy rentgenowskiej w połączeniu dyfrakcją Lauego. Aby osiągnąć wymaganą wysoką rozdzielczość czasową, takie eksperymenty prowadzi się w większości na źródłach synchrotronowych, gdzie można wygenerować krótkie impulsy rentgenowskie. W naszej grupie badawczej zajmujemy się rozwojem narzędzi do obróbki i analizy takich danych fotokrystalograficznych.
W prezentowanym artykule, korzystając z wyżej wymienionej techniki pomiarowej i wspierając się własnym oprogramowaniem, wyznaczyliśmy strukturę stanu wzbudzonego w krysztale związku koordynacyjnego Rh(I). Zaobserwowaliśmy tworzenie się ekscimeru na bazie oddziaływań Rh···Rh w monokrysztale pod wpływem impulsu lasera o długości fali 390 nm. Szacowany czas życia układu w stanie wzbudzonym w 100 K wynosi 2 ns, co czyni go najkrócej żyjącym stanem wzbudzonym w krysztale molekularnym „małej cząsteczki” uchwyconym eksperymentalnie przy użyciu metody Lauego z wykorzystaniem pompy laserowej i sondy rentgenowskiej. Po wzbudzeniu światłem lasera międzycząsteczkowa odległość Rh···Rh skraca się z 3,379(4) do 3,19(1) Å, a kontakt metal-metal zyskuje bardziej wiążący charakter. Na podstawie wyników eksperymentów i modelowania teoretycznego zmiany strukturalne wyznaczone z rozdzielczością czasową 100 ps odzwierciedlają głównie przejście elektronowe S0 → S1, a po czasie 1 ns zmiany te nie są już widoczne eksperymentalnie.
Badania, których wyniki opublikowano w czasopiśmie The Journal of Physical Chemistry Letters, zostały wykonane w ramach realizacji projektu NCN SONATA BIS (2020/38/E/ST4/00400).
Dane bibliograficzne i link do artykułu:
P. Łaski, L. Bosman, J. Drapała, R. Kamiński, D. Szarejko, P. Borowski, A. Roodt, R. Henning, A. Brink, K. N. Jarzembska, The Journal of the Physical Chemistry Letters, 2024, 15, 10301
https://doi.org/10.1021/acs.jpclett.4c02476
