молекулярный переключатель (англ. molecular switch) — молекула, которая может существовать в двух или более устойчивых формах, между которыми возможны обратимые переходы при внешнем воздействии — нагревании, освещении, изменении кислотности среды, действии химических веществ, магнитном или электрическом воздействии.

Описание

Переход молекулы-переключателя из одной формы в другую сопровождается резким изменением свойств — геометрических, электронных, оптических, электрических и др. Простейший пример молекулярного переключателя — кислотноосновной индикатор, который обратимо меняет окраску при изменении кислотности среды. В фотохромных переключателях происходит обратимая фотохимическая реакция, например цис-транс-изомеризация или раскрытие-замыкание цикла (рис. 1). Многие из этих реакций возможны и при нагревании: например, молекулы, содержащие в качестве фрагмента азобензол, способны резко менять геометрическую форму при нагревании (рис. 2). Любое изменение свойств молекулы-переключателя при внешнем воздействии выражается в появлении сигнала определенной природы — оптической, электрической, биологической и др. Благодаря этому молекулярные переключатели могут служить компонентами наноэлектронных устройств.

Иллюстрации

Рис. 1. Обратимое раскрытие-замыкание цикла в фотохромном молекулярном переключателе [3].
Рис. 1. Обратимое раскрытие-замыкание цикла в фотохромном молекулярном переключателе [3].
Рис. 2. Цис-транс-изомеризация азобензола при нагревании и под действием света.
Рис. 2. Цис-транс-изомеризация азобензола при нагревании и под действием света.

Автор

  • Еремин Вадим Владимирович

Источники

  1. Стид Дж. В., Этвуд Дж.Л. Супрамолекулярная химия. Т. 2. — М.: Академкнига, 2007. Разд. 8.4.
  2. Лен Ж.-М. Супрамолекулярная химия. Концепции и перспективы. — Новосибирск: Наука, 1998. Разд. 8.5.
  3. Fraysse S., Coudret C., Launay J.-P. // Eur. J. Inorg. Chem. 2001. V. 7. P. 1581–1590.

Напишите нам