Publikacja w Angewandte Chemie International Edition (2025)

08 01 2026

W czasopiśmie Angewandte Chemie International Edition (Wiley-VCH) ukazała się publikacja naukowa współautorstwa doktoranta Jakuba Drapały oraz Krzysztofa Durki, dr hab. Katarzyny N. Jarzembskiej, prof. ucz. i dra Radosława Kamińskiego. Artykuł zatytułowany „Reliable determination of photoreaction kinetics and cyclization/cycloreversion quantum yields for dithienylethene switches” powstał w ramach realizacji grantu OPUS (Narodowe Centrum Nauki), którego liderem konsorcjum był Uniwersytet Warszawski, a partnerem Politechnika Warszawska. Praca została nagrodzona wewnętrzną okładką frontową wydania czasopisma.

Ditienyloeteny (DTE) należą do najciekawszych związków o właściwościach optycznych, ponieważ ulegają szybkim i odwracalnym reakcjom izomeryzacji pomiędzy formami otwartą i zamkniętą pod działaniem promieniowania ultrafioletowego lub widzialnego. Właściwości optyczne tych układów można precyzyjnie kontrolować poprzez racjonalne modyfikacje ich struktury molekularnej. Podejście to zostało wykorzystane do stworzenia wielu złożonych materiałów funkcjonalnych o określonych właściwościach, które są następnie modulowane poprzez przełączanie jednostek DTE. W rezultacie fotoprzełączniki te zostały z powodzeniem zastosowane już w optoelektronice, układach logicznych, medycynie/biologii, chemo- i biosensorach czy katalizie. Chociaż udowodniono, że związki DTE można łatwo wbudować w różne złożone materiały, nadal istnieje wiele ograniczeń, które należy pokonać, aby rozszerzyć ich zastosowanie i przejść z modelowych eksperymentów laboratoryjnych do rzeczywistych zastosowań. Powinno temu towarzyszyć dogłębne zrozumienie mechanizmów leżących u podstaw procesu fotoprzełączania, poparte dokładnym określeniem parametrów go opisujących, np. wydajności kwantowej fotoreakcji, konwersji cyklizacji lub okresu półtrwania reakcji.

We właśnie opublikowanej pracy, przedstawiliśmy uniwersalny i elastyczny model w pełni opisujący kinetykę fotoprzełączania układów DTE. Proponowana metoda umożliwia wiarygodne wyznaczanie wydajności kwantowej reakcji fotocyklizacji i fotocyklorewersji w różnych warunkach. Ma ona zastosowanie w szerokim zakresie stężeń reagentów i pozwala wziąć pod uwagę reakcje podobne, takie jak annulacja formy zamkniętej fotoprzełącznika. Dzięki zastosowaniu zarówno metod analitycznych, jak i numerycznych udało się nam osiągnąć całkowitą spójność wyników: metoda numeryczna zapewnia wysoką dokładność wyznaczania wydajności kwantowej, a metoda analityczna pozwala na przewidywanie całej kinetyki fotoreakcji. Ponadto, pokazaliśmy, że model jest odporny na zmiany stężeń, użyty rozpuszczalnik, a nawet zachowuje swoją wartość użytkową przy zmianie długości fali wzbudzenia. Pokazuje to, że zaproponowany przez nas model jest wysoce niezawodny i może być szeroko stosowany.

Badania zostały wykonane w ramach realizacji projektu Narodowego Centrum Nauki (OPUS 2019/33/B/ST4/03144), którego kierownikiem jest Radosław Kamiński.

Dane bibliograficzne i link do artykułu:

J. Drapała, K. Durka, K.N. Jarzembska, R. Kamiński, Angewandte Chemie International Edition 2025, 65, e202514591

https://doi.org/10.1002/anie.202514591