Учёные открыли новый принцип фотохимии: микроокружение влияет на реакции сильнее, чем поглощение света

Графическая иллюстрация. Источник: Journal of the American Chemical Society (2025). DOI: 10.1021/jacs.5c06961

Международная команда исследователей из Технологического университета Квинсленда (QUT) поставила под сомнение давнее предположение в фотохимии, что может найти применение в медицине, производстве и других областях.

Исследование, опубликованное в Journal of the American Chemical Society, предлагает новую теорию, объясняющую, что эффективность света в запуске химических реакций зависит не только от степени поглощения молекулой, но и от её микроокружения. Статья озаглавлена «Микроокружение как объяснение несоответствия между фотохимической абсорбцией и реакционной способностью».

Команда под руководством профессора Кристофера Барнера-Коволлика и ведущих авторов доктора Джошуа Кэрролла и Фреда Пашли-Джонсона обнаружила, что микроокружение молекул может значительно влиять на их реакцию на свет.

«Долгое время считалось, что цвет света, который сильнее всего поглощается молекулой, будет наиболее эффективным для запуска фотореакций. Однако наши эксперименты показали, что микроокружение каждой молекулы может кардинально менять её свойства», — пояснил доктор Кэрролл.

Исследователи выяснили, что такие эффекты могут увеличивать время жизни возбуждённого состояния, делая некоторые молекулы более реакционноспособными даже при воздействии низкоэнергетического «красного» света. Это явление связано с известным в флуоресцентной спектроскопии «красно-краевым эффектом».

В работе использовались передовые методы, включая флуоресцентную спектроскопию и фотохимические action plots, которые показывают эффективность разных длин волн света в запуске реакций.

Открытие может привести к прорывам в фотодинамической терапии, 3D-печати, органической химии и солнечной энергетике. «Контролируя микроокружение через выбор растворителя или молекулярный дизайн, мы можем точнее управлять воздействием света на молекулы», — отметил профессор Барнер-Коволлик.

Подробнее: Joshua A. Carroll et al, Microenvironments as an Explanation for the Mismatch between Photochemical Absorptivity and Reactivity, Journal of the American Chemical Society (2025). DOI: 10.1021/jacs.5c06961