Il-komposti azo huma klassi ta' molekuli organiċi kkaratterizzati mill-grupp azo (-N=N-). Il-proprjetajiet uniċi ta' fotoizomerizzazzjoni tagħhom jagħmluhom siewja f'materjali ikkontrollati tad-dawl-, bijoimmaġni, u sensing. Il-prinċipju tax-xogħol ewlieni ta 'dawn il-komposti ġej mill-proċess ta' isomerizzazzjoni riversibbli cis-trans immexxi mill-effett sinerġistiku tal-effetti elettroniċi u t-tfixkil steriku tas-sostituenti fiż-żewġt itruf tal-grupp azo.
Fl-istat fundamentali, komposti azo tipikament jeżistu fi struttura trans termodinamikament stabbli: żewġ ċrieki aromatiċi jew ktajjen alkil huma rranġati b'mod lineari, u s-sistema konjugata testendi, u tikkawża li l-molekula tassorbi wavelengths speċifiċi ta 'dawl viżibbli jew qrib{0}}ultravjola. Meta jiġu eċċitati mill-enerġija-fotoni mqabbla, l-elettroni jaqbżu mill-orbitali π li jgħaqqdu għall-orbitali π* antibonding, li jikkawżaw konfigurazzjoni mill-ġdid tad-distribuzzjoni ta 'ċarġ intramolekulari u jdgħajfu l-karatteristiċi tal-irbit π- tar-rabta doppja N{=N. F'dan il-punt, il-barriera ta 'rotazzjoni ta' bond-waħda tonqos, u l-molekula tista 'tittrasforma fi struttura cis permezz ta' rotazzjoni madwar l-assi N=N-iż-żewġ ċrieki aromatiċi jiffurmaw konformazzjoni mgħawweġ minħabba repulżjoni sterika, u l-konjugazzjoni mdgħajfa tirriżulta fi bidla blu fl-ispettru ta 'assorbiment. Dan il-proċess ta' fotoizomerizzazzjoni huwa riversibbli ħafna: taħt ir-rilassament termali jew irradjazzjoni b'wavelength ieħor ta' dawl (bħal dawl viżibbli), il-molekula tista' terġa' lura għall-istat trans, u tlesti ċiklu ta' "ritratt-swiċċ".
Il-funzjonalità tal-komposti azo tiddependi fuq bidliet fil-proprjetajiet makroskopiċi kkawżati minn bidliet konformazzjonali. Pereżempju, id-differenza bejn il-planarità tal-istruttura trans u n-non{1}}planarità tal-istruttura cis taffettwa l-mudell tal-istivar intermolekulari, u b'hekk tbiddel l-indiċi refrattiv, it-temperatura tat-tranżizzjoni tal-fażi tal-kristalli likwidi, jew it-tixrib tal-wiċċ tal-materjal. Jekk il-molekula hija mwaħħla mas-sinsla tal-polimeru, l-inverżjoni tal-konformazzjoni tagħha tista 'tinduċi moviment tas-segment tal-katina, li tippermetti kontroll dinamiku tal-proprjetajiet mekkaniċi tal-materjal. F'sistemi bijoloġiċi, l-isomerizzazzjoni riversibbli tal-grupp azo tista 'tqajjem ir-rilaxx ta' molekuli tad-droga jew il-bidla ta 'konformazzjonijiet ta' proteini, li tipprovdi possibbiltajiet għal mediċina ta 'preċiżjoni.
Ta 'min jinnota li l-effetti elettroniċi ta' sostituenti (bħal gruppi li jagħtu l-elettroni - li jtejbu l-polarità ta 'bonds N=N) u tfixkil steriku (bħal gruppi kbar li jirrestrinġu l-istabbiltà tal-konformazzjoni cis) jaffettwaw b'mod sinifikanti l-effiċjenza tal-isomerizzazzjoni u r-rata ta' fotorispons. Bl-ottimizzazzjoni ta 'dawn il-parametri permezz ta' disinn molekulari, il-proprjetajiet fotosensittivi tal-komposti azo jistgħu jiġu personalizzati, u jespandu x-xenarji ta 'applikazzjoni tagħhom f'sistemi ta' fotorispons intelliġenti. L-essenza tagħha hija li tikkonverti l-enerġija tad-dawl f'informazzjoni ta 'konformazzjoni molekulari kontrollabbli billi tikkontrolla l-gradi rotazzjonali ta' libertà fi ħdan molekuli permezz ta 'kontroll quantum tad-dawl, u fl-aħħar mill-aħħar tikseb rispons intelliġenti għal stimuli esterni.
