ICPMS
Další informace
WebinářeO násKontaktujte násPodmínky užití
LabRulez s.r.o. Všechna práva vyhrazena. Obsah dostupný pod licencí CC BY-SA 4.0 Uveďte původ-Zachovejte licenci.
Autor
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR
ÚOCHB AV ČR je přední mezinárodně uznávaná vědecká instituce, jejímž hlavním posláním je základní výzkum v oblasti chemické biologie a medicinální chemie, organické a materiálové chemie, chemie přírodních látek, biochemie a molekulární biologie, fyzikální chemie, teoretické chemie a analytické chemie.
Tagy
Článek
Různé
Video
Logo of LinkedIn

Tajemná modrá molekula pomůže lépe využívat světelnou energii

St, 20.9.2023
| Originální článek z: ÚOCHB/Veronika Sedláčková
Vědecký tým Tomáše Slaniny z ÚOCHB AV ČR jako první popsal příčiny záhadného chování azulenu – jedné ze základních aromatických molekul.
Video placeholder
  • Foto: ÚOCHB: Tajemná modrá molekula pomůže lépe využívat světelnou energii
  • Video: IOCB Prague: Tajemná modrá molekula pomůže lépe využívat světelnou energii

Vědci z ÚOCHB jako první popisují příčiny chování jedné ze základních aromatických molekul, která vědecký svět fascinuje nejen svou modrou barvou, ale i dalšími neobvyklými vlastnostmi – azulenu. Tento jejich počin ovlivní do budoucna základy organické chemie a v praxi pomůže využít na maximum potenciál zachycené světelné energie. Článek publikoval časopis Journal of the American Chemical Society (JACS).

Azulen provokuje zvědavost chemiků už řadu let. Na otázku, proč je modrý, ačkoliv by podle všeho být neměl, odpověděl před skoro padesáti lety vědec světového významu, shodou okolností úzce spjatý s Ústavem organické chemie a biochemie AV ČR (ÚOCHB), prof. Josef Michl. Nyní jde v jeho stopách Dr. Tomáš Slanina, aby svým kolegům v oboru nabídl řešení další hádanky. On a jeho kolegové totiž přesvědčivě popsali, proč drobná molekula azulenu porušuje takřka univerzální Kashovo pravidlo.

(Ne)spokojený azulen

Toto pravidlo vysvětluje, jak molekuly vyzařují světlo poté, co se dostanou do různých excitovaných stavů. Pokud použijeme přirovnání ke stoupajícímu schodišti, pak první schod, tedy první excitovaný stav molekuly, je vysoký a každý následující schod je nižší, a tedy i blíž tomu předchozímu. Čím je vzdálenost mezi schody menší, tím rychleji má molekula tendenci ze schodu spadnout do nižších pater. Na prvním schodu pak čeká nejdéle, než se vrátí na základní úroveň, přičemž může vyzářit světlo. Azulen se ovšem chová jinak.

ÚOCHB/Tomáš Belloň: Dr. Tomáš Slanina, vedoucí vědecké skupiny Redoxní fotochemie, ÚOCHB AV ČR

Aby vysvětlili chování azulenu, použili vědci z ÚOCHB koncept aromaticity. Opět jednoduše řečeno, aromatická látka se nevyznačuje vůní, ale tím, že je stabilní nebo chcete-li spokojená. Někteří chemici pro její neformální označení dokonce používají familiární emotikon usmívající se tváře. Antiaromatická látka je naopak nestabilní a molekula se z tohoto stavu snaží co nejrychleji uniknout, opouští vyšší patra a padá dolů.

Azulen je na prvním schodu nespokojený, tedy antiaromatický, a proto v řádu pikosekund padá dolů bez toho, aby stihnul vyzářit světlo. Na druhém schodu se ale chová jako spokojená aromatická látka. A to je podstatné! V tomto excitovaném stavu zůstává klidně i celou nanosekundu, což je dost dlouhá doba na to, aby vyzářil světlo. Energie tohoto excitovaného stavu se tedy nikam neztrácí a mění se zcela ve vysoce energetický foton.

ÚOCHB: Excitovaný stav azulenu

Lepší využití světelné energie

Slaninův tým svým výzkumem odpovídá na potřeby současné doby, která hledá způsob, jak zajistit, aby se energie z fotonů (např. ze Slunce), kterou molekula zachytí, neztrácela a aby ji bylo možné dál využít. Třeba k přenosu energie mezi molekulami nebo k separaci náboje v solárních článcích. Cílem je vytvářet molekuly, které se světelnou energií nakládají co nejefektivněji. V aktuálním článku navíc výzkumníci na mnoha případech ukazují, že vlastnost azulenu je přenositelná. Stačí jeho strukturu „přilepit“ k jakékoliv aromatické molekule a ta díky tomu dostane klíčové vlastnosti azulenu.

Tomáš Slanina k tomu dodává: „Mám rád teorie, které jsou tak jednoduché, že si je člověk může jednoduše představit, zapamatovat a pak používat. A přesně tohle se nám podařilo. Odpověděli jsme na otázku, proč se molekuly chovají určitým způsobem, a to na základě velmi jednoduchého konceptu.“

Badatelé z ÚOCHB využili ve svém výzkumu několik unikátních programů, které dokážou spočítat, jak se chovají elektrony v molekule v už zmíněných vyšších excitovaných stavech. O těchto stavech se obecně ví jen málo a práce je tedy průlomová i proto, že otevírá dveře k jejich dalšímu studiu.

Článek zveřejněný ve vědecké publikaci JACS navíc není jen výpočetní, ale taky experimentální. Výzkumníci ze skupiny Tomáše Slaniny doprovodili data experimentem, který správnost vypočítaných údajů přesně potvrdil. Spolupracovali přitom i s jednou z největších světových kapacit v oboru (anti)aromatických molekul, prof. Henrikem Ottossonem z Uppsalské univerzity ve Švédsku. Tato spolupráce zaujala žurnál JACS už podruhé. Poprvé se bádání týkalo další základní molekuly – benzenu.

ÚOCHB/Tomáš Belloň: Umělecké zpracování nezvyklého chování azulenu

Azulen se vrací na místo činu

Příběh samotného azulenu je přitom ještě vrstevnatější. Dotýká se nejen fotochemie, ale třeba i medicíny. Stejně jako první oblast, nese i ta druhá pečeť pražského Ústavu organické chemie a biochemie.

Jedno z prvních léčiv vyvinutých v jeho laboratořích je totiž mast, jejímž základem je heřmánkový olej obsahující právě derivát azulenu. Krabička s názvem dermazulen obsahující preparát s hojivými a protizánětlivými účinky jistě našla během dekád své pevné místo v nejedné lékárničce tuzemských domácností.

Zdroje

Původní článek: Dunlop, D.; Ludvíková, L.; Banerjee, A.; Ottosson, H.; Slanina, T. Excited-State (Anti)Aromaticity Explains Why Azulene Disobeys Kasha’s Rule. J. Am. Chem. Soc. 2023. https://doi.org/10.1021/jacs.3c07625

Ústav organické chemie a biochemie AV ČR
 

Mohlo by Vás zajímat

FTIR Series and Infrared/Raman Microscope Accessories

Brožury a specifikace
| 2024 | Shimadzu
Instrumentace
FTIR Spektroskopie, RAMAN Spektrometrie, Mikroskopie
Výrobce
Shimadzu
Zaměření
Ostatní

Improving Battery Production Yield, Performance, and Stability Using FTIR

Aplikace
| 2024 | Agilent Technologies
Instrumentace
FTIR Spektroskopie
Výrobce
Agilent Technologies
Zaměření
Průmysl a chemie, Materiálová analýza

For TOC Analyzers Shimadzu 40 mL Vial LE

Ostatní
| 2024 | Shimadzu
Instrumentace
TOC, Spotřební materiál
Výrobce
Shimadzu
Zaměření
Ostatní

Transmission Measurements of Solid Samples at Variable Angles of Incidence by UV-Vis

Aplikace
| 2024 | Agilent Technologies
Instrumentace
UV–VIS Spektrofotometrie
Výrobce
Agilent Technologies
Zaměření
Materiálová analýza

Utilizing hyphenated EC-Raman to study a model system

Aplikace
| 2024 | Metrohm
Instrumentace
RAMAN Spektrometrie
Výrobce
Metrohm
Zaměření
Průmysl a chemie
 

Podobné články


Článek | Video

Virus napadající kokolitku – mořskou řasu, která ovlivňuje celosvětové klima

Výzkumný tým z CEITEC MUNI popsal strukturu viru EhV-201 i jeho životní cyklus přímo uvnitř buněk řas Emiliania huxleyi díky špičkovým mikroskopům ze sdílených laboratoří.
CEITEC
more

Článek | Nejbližší akce

LABOREXPO & PROCESEXPO 2024 (doprovodný odborný program)

Hlavní částí doprovodného programu veletrhu bude dvoudenní program odborných a produktových prezentací, které představí konkrétní aplikace, novinky a trendy v laboratorní a analytické technice.
LabRulez
more

Článek | Nejbližší akce

Přednáška LABOREXPO 2024: Budoucnost analýzy potravin a krmiv pomocí NIR spektrometrie (OPTIK INSTRUMENTS)

Zveme Vás na přednášku Ing. Matěje Novotného (OPTIK INSTRUMENTS) s názvem Budoucnost analýzy potravin a krmiv pomocí NIR spektrometrie, která se koná ve středu 5.6. v čase 11:00 - 11:20 hod.
LabRulez
more

Článek | Nejbližší akce

Přednáška LABOREXPO 2024: Spektrofotometry NanoDrop: precizní analýza vzorků proteinů a DNA v mikroobjemech (M.G.P.)

Zveme Vás na přednášku Martina Kuthana (M.G.P. spol. s r.o.) Spektrofotometry NanoDrop: precizní analýza vzorků proteinů a DNA v mikroobjemech, ve čtvrtek 6. 6. v čase 11:30 - 11:50 hod.
LabRulez
more
 

Mohlo by Vás zajímat

FTIR Series and Infrared/Raman Microscope Accessories

Brožury a specifikace
| 2024 | Shimadzu
Instrumentace
FTIR Spektroskopie, RAMAN Spektrometrie, Mikroskopie
Výrobce
Shimadzu
Zaměření
Ostatní

Improving Battery Production Yield, Performance, and Stability Using FTIR

Aplikace
| 2024 | Agilent Technologies
Instrumentace
FTIR Spektroskopie
Výrobce
Agilent Technologies
Zaměření
Průmysl a chemie, Materiálová analýza

For TOC Analyzers Shimadzu 40 mL Vial LE

Ostatní
| 2024 | Shimadzu
Instrumentace
TOC, Spotřební materiál
Výrobce
Shimadzu
Zaměření
Ostatní

Transmission Measurements of Solid Samples at Variable Angles of Incidence by UV-Vis

Aplikace
| 2024 | Agilent Technologies
Instrumentace
UV–VIS Spektrofotometrie
Výrobce
Agilent Technologies
Zaměření
Materiálová analýza

Utilizing hyphenated EC-Raman to study a model system

Aplikace
| 2024 | Metrohm
Instrumentace
RAMAN Spektrometrie
Výrobce
Metrohm
Zaměření
Průmysl a chemie
 

Podobné články


Článek | Video

Virus napadající kokolitku – mořskou řasu, která ovlivňuje celosvětové klima

Výzkumný tým z CEITEC MUNI popsal strukturu viru EhV-201 i jeho životní cyklus přímo uvnitř buněk řas Emiliania huxleyi díky špičkovým mikroskopům ze sdílených laboratoří.
CEITEC
more

Článek | Nejbližší akce

LABOREXPO & PROCESEXPO 2024 (doprovodný odborný program)

Hlavní částí doprovodného programu veletrhu bude dvoudenní program odborných a produktových prezentací, které představí konkrétní aplikace, novinky a trendy v laboratorní a analytické technice.
LabRulez
more

Článek | Nejbližší akce

Přednáška LABOREXPO 2024: Budoucnost analýzy potravin a krmiv pomocí NIR spektrometrie (OPTIK INSTRUMENTS)

Zveme Vás na přednášku Ing. Matěje Novotného (OPTIK INSTRUMENTS) s názvem Budoucnost analýzy potravin a krmiv pomocí NIR spektrometrie, která se koná ve středu 5.6. v čase 11:00 - 11:20 hod.
LabRulez
more

Článek | Nejbližší akce

Přednáška LABOREXPO 2024: Spektrofotometry NanoDrop: precizní analýza vzorků proteinů a DNA v mikroobjemech (M.G.P.)

Zveme Vás na přednášku Martina Kuthana (M.G.P. spol. s r.o.) Spektrofotometry NanoDrop: precizní analýza vzorků proteinů a DNA v mikroobjemech, ve čtvrtek 6. 6. v čase 11:30 - 11:50 hod.
LabRulez
more
 

Mohlo by Vás zajímat

FTIR Series and Infrared/Raman Microscope Accessories

Brožury a specifikace
| 2024 | Shimadzu
Instrumentace
FTIR Spektroskopie, RAMAN Spektrometrie, Mikroskopie
Výrobce
Shimadzu
Zaměření
Ostatní

Improving Battery Production Yield, Performance, and Stability Using FTIR

Aplikace
| 2024 | Agilent Technologies
Instrumentace
FTIR Spektroskopie
Výrobce
Agilent Technologies
Zaměření
Průmysl a chemie, Materiálová analýza

For TOC Analyzers Shimadzu 40 mL Vial LE

Ostatní
| 2024 | Shimadzu
Instrumentace
TOC, Spotřební materiál
Výrobce
Shimadzu
Zaměření
Ostatní

Transmission Measurements of Solid Samples at Variable Angles of Incidence by UV-Vis

Aplikace
| 2024 | Agilent Technologies
Instrumentace
UV–VIS Spektrofotometrie
Výrobce
Agilent Technologies
Zaměření
Materiálová analýza

Utilizing hyphenated EC-Raman to study a model system

Aplikace
| 2024 | Metrohm
Instrumentace
RAMAN Spektrometrie
Výrobce
Metrohm
Zaměření
Průmysl a chemie
 

Podobné články


Článek | Video

Virus napadající kokolitku – mořskou řasu, která ovlivňuje celosvětové klima

Výzkumný tým z CEITEC MUNI popsal strukturu viru EhV-201 i jeho životní cyklus přímo uvnitř buněk řas Emiliania huxleyi díky špičkovým mikroskopům ze sdílených laboratoří.
CEITEC
more

Článek | Nejbližší akce

LABOREXPO & PROCESEXPO 2024 (doprovodný odborný program)

Hlavní částí doprovodného programu veletrhu bude dvoudenní program odborných a produktových prezentací, které představí konkrétní aplikace, novinky a trendy v laboratorní a analytické technice.
LabRulez
more

Článek | Nejbližší akce

Přednáška LABOREXPO 2024: Budoucnost analýzy potravin a krmiv pomocí NIR spektrometrie (OPTIK INSTRUMENTS)

Zveme Vás na přednášku Ing. Matěje Novotného (OPTIK INSTRUMENTS) s názvem Budoucnost analýzy potravin a krmiv pomocí NIR spektrometrie, která se koná ve středu 5.6. v čase 11:00 - 11:20 hod.
LabRulez
more

Článek | Nejbližší akce

Přednáška LABOREXPO 2024: Spektrofotometry NanoDrop: precizní analýza vzorků proteinů a DNA v mikroobjemech (M.G.P.)

Zveme Vás na přednášku Martina Kuthana (M.G.P. spol. s r.o.) Spektrofotometry NanoDrop: precizní analýza vzorků proteinů a DNA v mikroobjemech, ve čtvrtek 6. 6. v čase 11:30 - 11:50 hod.
LabRulez
more
 

Mohlo by Vás zajímat

FTIR Series and Infrared/Raman Microscope Accessories

Brožury a specifikace
| 2024 | Shimadzu
Instrumentace
FTIR Spektroskopie, RAMAN Spektrometrie, Mikroskopie
Výrobce
Shimadzu
Zaměření
Ostatní

Improving Battery Production Yield, Performance, and Stability Using FTIR

Aplikace
| 2024 | Agilent Technologies
Instrumentace
FTIR Spektroskopie
Výrobce
Agilent Technologies
Zaměření
Průmysl a chemie, Materiálová analýza

For TOC Analyzers Shimadzu 40 mL Vial LE

Ostatní
| 2024 | Shimadzu
Instrumentace
TOC, Spotřební materiál
Výrobce
Shimadzu
Zaměření
Ostatní

Transmission Measurements of Solid Samples at Variable Angles of Incidence by UV-Vis

Aplikace
| 2024 | Agilent Technologies
Instrumentace
UV–VIS Spektrofotometrie
Výrobce
Agilent Technologies
Zaměření
Materiálová analýza

Utilizing hyphenated EC-Raman to study a model system

Aplikace
| 2024 | Metrohm
Instrumentace
RAMAN Spektrometrie
Výrobce
Metrohm
Zaměření
Průmysl a chemie
 

Podobné články


Článek | Video

Virus napadající kokolitku – mořskou řasu, která ovlivňuje celosvětové klima

Výzkumný tým z CEITEC MUNI popsal strukturu viru EhV-201 i jeho životní cyklus přímo uvnitř buněk řas Emiliania huxleyi díky špičkovým mikroskopům ze sdílených laboratoří.
CEITEC
more

Článek | Nejbližší akce

LABOREXPO & PROCESEXPO 2024 (doprovodný odborný program)

Hlavní částí doprovodného programu veletrhu bude dvoudenní program odborných a produktových prezentací, které představí konkrétní aplikace, novinky a trendy v laboratorní a analytické technice.
LabRulez
more

Článek | Nejbližší akce

Přednáška LABOREXPO 2024: Budoucnost analýzy potravin a krmiv pomocí NIR spektrometrie (OPTIK INSTRUMENTS)

Zveme Vás na přednášku Ing. Matěje Novotného (OPTIK INSTRUMENTS) s názvem Budoucnost analýzy potravin a krmiv pomocí NIR spektrometrie, která se koná ve středu 5.6. v čase 11:00 - 11:20 hod.
LabRulez
more

Článek | Nejbližší akce

Přednáška LABOREXPO 2024: Spektrofotometry NanoDrop: precizní analýza vzorků proteinů a DNA v mikroobjemech (M.G.P.)

Zveme Vás na přednášku Martina Kuthana (M.G.P. spol. s r.o.) Spektrofotometry NanoDrop: precizní analýza vzorků proteinů a DNA v mikroobjemech, ve čtvrtek 6. 6. v čase 11:30 - 11:50 hod.
LabRulez
more
Další projekty
Sledujte nás
Další informace
WebinářeO násKontaktujte násPodmínky užití
LabRulez s.r.o. Všechna práva vyhrazena. Obsah dostupný pod licencí CC BY-SA 4.0 Uveďte původ-Zachovejte licenci.