„Materiały hybrydowe zawierające związki z atomem spiro” to tytuł wykładu, który przedstawi mgr Ilona Radkowska (z Zakład Fizyki Teoretycznej Instytut Fizyki Wydział Matematyczno-Przyrodniczy Uniwersytet Humanistyczno-Przyrodniczy im .Jana Długosza w Częstochowie). Zainteresowani spotykają się 27 czerwca o godz. 12.15 (w budynku Wydziału Matematyczno-Przyrodniczego, al. Armii Krajowej 13/15 – sala. 1023).
Spiropirany (SP) to szeroka grupa związków organicznych zbudowanych z pierścienia 2H-piranu połączonego atomem „spiro” – to jest atomem węgla o hybrydyzacji sp3 wspólnym dla dwóch pierścieni – z innym układem pierścieniowym. SP nie wykazują absorpcji w zakresie widzialnym. Zerwanie wiązania C-O piranu prowadzi do powstania otwartej formy związku nazywanej merocyjaniną (MC). Merocyjaniny są barwne, mają silne pasmo absorpcyjne zlokalizowane około 550 nm. Przejście SP → MC jest odwracalne i może je wywoływać zarówno oświetlenie (fotochromizm) jak i zmiana temperatury (termochromizm) czy odpowiednio polarny rozpuszczalnik (solwatochromizm). Drastyczna zmiana właściwości fizycznych przy przejściu między obiema formami daje wiele możliwości zastosowań spiropiranów. Najciekawszym z nich jest wykorzystanie SP w charakterze pamięci molekularnych – ostatnio udowodniono, że na parze SP↔MC można zbudować maszynę Turinga (Chaplin i inn., BioSystems 126 (2014) 12–26.). Wadą SP jest mała stabilność mechaniczna i chemiczna. Naturalnym sposobem na przezwyciężenie tego problemu jest umieszczenie SP, jako aktywnego chromoforu, w matrycy polimerowej. W referacie przedstawione zostaną wyniki badań nad wpływem rozpuszczalników i matryc polimerowych na właściwości dwóch spiropiranów: kwasu 3-(3’,3’-dimetylo-6-nitrospiro[cgromen-2,2’-indolin]-1-ylo] propanowego oraz (R)-8-metoxy-1’,3’,3’-trimetylo-6-nitrospiro[chromen-2,2’-indolinu],w szczególności na nieliniowe właściwości optyczne (NLO). Podstawą są wyniki kwantowo-chemicznych obliczeń, metodami DFT z różnymi funkcjonałami. Oddziaływanie z rozpuszczalnikiem/polimerem opisano na dwa sposoby: stosując model polaryzowalnego medium ciągłego lub wykorzystując opis w modelu ONIOM, w którym mery polimeru lub jego łańcuchy opisane zostały na niższym poziomie teorii niż cząsteczki chromoforu. Wykazano istotne zmiany wartości elementów tensorów polaryzowalności, hiperpolaryzowalności pierwszego i drugiego rzędu przy przejściu od SP do MC. Podane zostaną także wyniki eksperymentów przeprowadzonych na foliach zawierających spiropiran. Omówione zostaną widma Ramana, obrazy SEM, wyniki pomiarów własności dielektrycznych. Przedstawione zostaną też wyniki dotychczasowych prac nad krystalizacją obu związków oraz zarysowany plan dalszych badań. (Ilona Radkowska)