Prag Kimya ve Teknoloji Üniversitesi (UCT Prag) ile Çek Bilimler Akademisi Organik Kimya ve Biyokimya Enstitüsü’nden (IOCB Prag) bir ekip, tiyenil bazlı bir asilhidrazon üzerinde çalışarak, ışık etkisiyle kapalı kabuktan açık kabuğa geçen özgün bir jaaka (fotoanahtar) tasarladı. Molekül, fotonla uyarıldığında paramanyetik ve son derece reaktif bir üçlü (diradikal) duruma ulaşıyor; literatürde milisaniyeler ölçeğinde raporlanan üçlü ömürlerine kıyasla, bu yeni geçiş halinin yarı ömrü altı saatin üzerinde ölçüldü. Bulgular Journal of Materials Chemistry C’de yayımlandı.
UZUN ÖMÜRLÜ ÜÇLÜ
Ekip, üçlü durumdaki iki paralel spinli elektronun sağladığı reaktiviteyi olağanüstü süreyle stabil kılmanın, fotokimyasal süreçlerin temel aktörü reaktif oksijen türleri (ROS) üretimini verimli ve kontrollü hâle getirdiğini belirledi. Daha önce nanosaniye–milisaniye bandında kalan üçlü ömürlerinin, bu molekülde onlarca saate uzaması, katalizden malzeme elektroniğine kadar çok sayıda uygulamanın pratiğe taşınmasını mümkün kılıyor.
KATALİTİK AÇILIM
Araştırma grubu, fotoanahtarlı formun güçlü bir radikal başlatıcı olarak çalıştığını deneysel olarak gösterdi; toluenin radikal brominasyonu ışıkla tetiklenen açık kabuk durumu üzerinden başarıyla yürütüldü. Bu sayede, optimize edilebilir katalitik döngüler, ışıkla konum ve zaman açısından hassas biçimde kontrol edilebilecek.
VERİYİ IŞIKLA YAZ
Ekibin kurduğu düzende molekül, veri depolama ve spintronik için tam bir yaz–okuma–silme döngüsü sunuyor: Açık kabuk ışıkla ‘yazılıyor’, paramanyetik sinyal manyetik olarak ‘okunuyor’, bilgi ise elektriksel bir dürtüyle anında ‘silinebiliyor’. Bu mimari, ışık/manyetik/elektrik üçlüsünü tek moleküler platformda birleştirerek düşük maliyetli, kimyasal olarak ayarlanabilir bir bellek kavramı ortaya koyuyor.
MİKROPLARA HEDEF NOKTA
Işıkla uyarım sonrası üretilen ROS, Staphylococcus aureus dahil DSÖ listesinde yer alan antibiyotiğe dirençli bakteri ve mantarların yüzde 99,99’dan fazlasını inaktive edebilecek güçte. Etki yalnızca ışık verilen bölgede ortaya çıktığı için, yerelleştirilmiş ve güvenli fotodinamik tedavilere kapı aralanıyor. Bu bulgu, lisans düzeyindeki biyolojik testlerde DNA üzerinde gözlenen yüksek verimli hasar ile fark edilerek tıbbi uygulama hattına taşındı; Biyokimya ve Mikrobiyoloji Bölümü ile ortak yeni bir proje hazırlanıyor.
UCUZ VE BASİT
Yeni moleküller, basit sentez ve olağanüstü düşük maliyet avantajı taşıyor: Laboratuvar ölçeğinde kilogram başına yaklaşık 1.000 CZK (43 dolar) seviyesinde hesaplanan maliyet, ölçeklenebilir üretim için güçlü bir işaret. Bu, hem katalitik proseslerin hem de ışıkla kontrollü tıbbi uygulamaların teknolojiye geçişini hızlandırabilecek nitelikte.
EKİP VE YOL HARİTASI
Çalışma, UCT Prag’dan Petr Kovaříček liderliğinde; doktora öğrencisi Martin Šetek’in kilit katkılarıyla, IOCB Prag’dan Dana Nachtigalová ve Ján Tarábek’in uzmanlığıyla yürütüldü. Araştırma grubu, sıradaki aşamada diradikal durumun elektronik/sterik ayarı, fotonik parametrelerin (dalga boyu, akı) ince ayarı ve aygıt mimarilerine (ince film, mikro/nano düzenekler) entegrasyon üzerine odaklanacak. Hedef, süreklilik gösteren kataliz döngüleri, entegre bellek hücreleri ve klinik fotodinamik platformlar için prototipler geliştirmek.
