Groningse chemici maken fotochemische digitale schakelaar

Bij CD-spelers 'leest' een laser de specifieke opeenvolging van nullen en enen en zet die gegevens om in bijvoorbeeld woorden of klanken. Een andere manier van gegevensopslag maakt gebruik van chemische verbindingen die tussen twee toestanden kunnen 'schakelen'. Groningse chemici hebben zo'n fotochemische schakelaar ontwikkeld (Science 20 september).

De moleculen die de Groningers synthetiseerden zijn chirale verbindingen: moleculen die in twee spiegelbeelden (enantiomeren) voorkomen. Deze twee verbindingen zijn te beschouwen als de 'nul' en de 'een'. Vanwege deze eigenschap zijn ze interessant als mogelijke dragers van digitale informatie. Veel onderzochte fotochemische systemen hebben echter het nadeel dat ze snel 'vermoeid' raken: na enkele keren heen en weer te zijn geschakeld, verliezen ze hun stabiliteit en gaan ze kapot.

Volgens de Groningse onderzoekers van de vakgroep Organische en Moleculaire Anorganische Chemie heeft het door hun gesynthetiseerde chirale molecuul deze problemen niet. Hun verbinding, een zogenaamd helicaal alkeen, kan twee toestanden aannemen, de P-vorm en de M-vorm. Door bestraling met circulair gepolariseerd licht (licht dat zich als een spiraal in de ruimte voortplant) met een golflengte van 313 nm konden ze het molecuul laten switchen. Het molecuul bleef intact na herhaaldelijk omschakelen.

De Groningers mengden het enantiomeer vervolgens met een vloeibaar kristallijn materiaal. Ook in deze toestand bleef de schakelaar goed beïnvloedbaar. Toch staat het resultaat van het onderzoek, waaraan Philips meewerkte, nog ver af van een mogelijke toepassing. Het duurde bijvoorbeeld 30 minuten om de chirale verbinding van de P-vorm naar de M-vorm, of omgekeerd, te laten schakelen. Gemengd met het vloeibaar kristal duurde het zelfs 90 minuten. Ook de gebruikte golflengte om de digitale gegevens weg te schrijven, 313 nm, is problematisch. De meeste huidige systemen zijn gebaseerd op lichtbronnen met een golflengte om en nabij de 600 nm.