Des papiers filtres recouverts de masques photographiques irradiés avec un pointeur laser bleu démontrent l'activation des commutateurs hydrazone à l'état solide. La surveillance sous une lumière de 365 nm a révélé les images de (a) la Statue de la Liberté, (b) la tour de Pise, et (c) la Grande Muraille de Chine. Photos gracieusement fournies par Aprahamian Research Group/Dartmouth College. Crédit :Aprahamian Research Group/Dartmouth College.
Les interrupteurs activés par la lumière sont trop petits pour être vus à l'œil nu, mais les systèmes moléculaires sont à pied d'œuvre dans la recherche liée à la conception de médicaments, matériaux adaptatifs et stockage de données. Pour déverrouiller la promesse de nouvelles générations de thérapies médicales et de systèmes de mémoire, les chercheurs doivent d'abord pallier les inconvénients des dispositifs microscopiques qui peuvent être difficiles à réaliser et manquent de polyvalence.
Des chercheurs du Dartmouth College ont développé un nouvel interrupteur moléculaire basé sur le groupe fonctionnel hydrazone qui combine les propriétés les plus importantes de la classe actuelle d'interrupteurs activés par la lumière et résout bon nombre des problèmes qui leur sont associés. La molécule nouvellement développée est facile à fabriquer, simple à travailler, montre le basculement d'émission de fluorescence "on-off", et peut être utilisé pour écrire, lire et effacer des informations à la fois à l'état liquide et solide.
En regardant vers l'avenir, des commutateurs comme ceux-ci peuvent potentiellement être utilisés pour le développement de photomédicaments sophistiqués qui délivrent des médicaments avec une précision au niveau cellulaire. Dans les années à venir, les commutateurs hydrazone pourraient également conduire au développement de dispositifs de mémoire à haute densité avec le volume d'un grain de poussière.
Comme détaillé dans le Journal de l'American Chemical Society , le système d'hydrazone de Dartmouth, "emballe le plus, sinon tout, la souhaitée, traits ciblés et recherchés des composés photochromiques."
"C'est un interrupteur qui peut tout faire, " dit Ivan Aprahamian, professeur agrégé de chimie et chef de l'équipe de recherche à Dartmouth. "Ce que nous avons développé est un nouvel outil qui combine toutes les bonnes propriétés des commutateurs connus sans leurs effets secondaires, et d'une manière simple, conception simple."
Similaire à l'actionnement d'un interrupteur physique, les commutateurs photochromiques reposent sur des lumières de différentes longueurs d'onde pour déplacer les molécules entre les positions "on" et "off". La rétroaction fluorescente produite pendant le processus de commutation peut être utilisée pour stocker et lire d'énormes quantités de données à l'échelle microscopique et même fournir des signaux sur l'endroit où un médicament est administré une fois que le médicament est entré dans le corps d'un patient, un outil important pour le ciblage des médicaments.
Pour basculer le commutateur dans l'étude de Dartmouth, les chercheurs ont utilisé une "lumière bleue" fonctionnant à la même longueur d'onde de 450 nm d'un pointeur laser pour écrire les informations en activant le commutateur. Une seconde longueur d'onde ultraviolette de 365 nm a été utilisée pour effacer les informations en éteignant l'interrupteur.
