蓝色分子的奇异荧光终于被解释了

数十年来，有一个真正令人惊讶的分子困扰了科学家。它的名字是叠氮，它以其惊人的美丽而闻名蓝色的颜色。但是，它的身体行为完全是奇特的。它似乎顽固地违背了卡沙的规则，该规则解释了荧光或磷光的发生方式。

这几乎是普遍的规则。假设您的分子在所谓的基态，其最小能量状态。你可以激发分子对于更高的能量状态，但是每个之间的步骤都不相同。第一步将大于第二步，第二步将大于第二步，依此类推。

这意味着您需要更多的能量才能从基础状态到第一个激动状态，但从第一个状态到第二个状态只有更多。当过程反向发生时，当分子从一个状态下降到下一个最低的时，能量通常会像光一样发射，有点像下楼。

在荧光中，我们实际上对相反的效果感兴趣。光是吸收，分子很兴奋，然后它们从激发态到基态时以另一种形式释放光。卡沙（Kasha）的规则说，我们看到的排放始终是从第一个激动状态与基态之间的过渡发生的。那是因为它是能量差距中最宽的，因此分子将保持最长，释放能量作为光线的地方。

叠氮化物似乎并不真正在乎该规则应该是普遍的事实。它是荧光从第二个最激动的水平到基础状态，而不是从第一个观察到。研究人员认为，他们终于解决了原因。

叠氮是萘型的异构体，这是传统的蛾球的主要成分。它具有相同的化学成分，10个碳原子和8种氢原子，但以不同的方式排列。仍然像萘一样，是一种芳香化合物。这意味着它具有环形结构并且高度稳定。

但是事实证明，在第一个激发态下，该分子实际上是抗剖腹的，这意味着不再稳定。实际上，这种激动的状态仅在一秒钟的时间内就存在。第二个激发状态持续使用纳米秒，因此更长的1000倍 - 足以发出光子。

叠氮的这种特殊特性证明是可转移的。这可能会导致有趣的应用，涉及光电车，以便尽可能高效地管理光能。

“I like theories that are so simple you can easily envision, remember, and then put them to use. And that's exactly what we've succeeded in doing. We've answered the question of why molecules behave in a certain way, and we've done it using a very simple concept,” senior author Tomáš Slanina, from the Institute of Organic Chemistry and Biochemistry of the Czech Academy of Sciences, said in a陈述。

在自然界中，在某些蘑菇，一些海洋无脊椎动物甚至某些植物油的色素中发现了叠氮。衍生化合物来自洋甘菊油，已用于医学。

该研究发表在美国化学学会杂志。