A Természettudományi Kutatóközpont munkatársai, svéd kollégáikkal együttműködve, új típusú molekuláris kapcsolót fejlesztettek ki, amelynek működése az eddig vizsgált rendszerekhez képest eltérő koncepción alapul.
Molekuláris kapcsolóknak azokat a molekulákat nevezzük, amelyek szerkezete legalább két stabil állapot között reverzibilisen változtatható valamilyen külső inger (pl. fény vagy hő) hatására. Ezeket az anyagokat számos tudományterületen vizsgálják, ugyanis különböző molekuláris szintű folyamatok kontrollálására adnak lehetőséget szerkezetük megváltoztatásán keresztül. Használatukkal például befolyásolható töltéshordozók áramlása, ami molekuláris elektronikai szempontból érdekes, vagy gyógyszerhatóanyagok biológiai hatása kontrollálható térben és időben.
A molekuláris kapcsolók közül az egyik széles körben tanulmányozott vegyületcsalád a ditienil-eténeké, amelyek a megfelelő hullámhosszú fény hatására képesek átalakulni egy „nyílt” és egy „zárt” forma között az elektronrendszerük számottevő átrendeződése mellett. Eddig úgy tűnt, ez az átrendeződés korlátozza a kapcsolóként alkalmazható szerkezeteket körét, mivel a kapcsoló „lelkét” képező szén-szén kettős kötések izoláltak, de legalábbis erősen lokalizált jellegűek az ismert és működő rendszerekben. Annak ellenére, hogy számos érdekes alkalmazása merülhet fel olyan kapcsolóknak, ahol ez a kettős kötés egy delokalizált, aromás rendszer része, eddig ilyen származékokat szinte egyáltalán nem vizsgáltak. Ennek oka, hogy a lokalizált kettős kötésekkel ellentétben, az aromás delokalizáció olyan stabilitást ad a molekulának alapállapotban, amiről eddig úgy gondolták, hogy ellenállóvá teszi a rendszert a fény hatására bekövetkező átrendeződéssel szemben, azaz nem kapcsol.
A TTK-n működő Funkcionális Szerves Anyagok Lendület Kutatócsoport munkatársai, Kalapos Péter Pál és London Gábor, Prof. Bo Durbeej Linköpingi Egyetemen működő elméleti kémiai kutatócsoportjával együttműködésben vizsgálták az aromás benzol gyűrűt tartalmazó ditienil-benzol molekula fotokémiai tulajdonságait. Megközelítésük alapját a Baird-szabály képezte, amelynek lényege, hogy egy aromás rendszer gerjesztett állapotban antiaromássá alakul. Ez a gerjesztett állapotbeli antiaromásság kedvezőtlen a molekula számára, attól bármilyen lehetséges módon szabadulni akar. A feltételezés az volt, hogy a kapcsolás egy lehetséges út a kedvezőtlen gerjesztett állapotból való menekülésre.
A kutatók mind kísérleti, mind elméleti kémiai módszerekkel igazolták ezt a koncepciót, ezzel kiterjesztették a ditienil-etén típusú kapcsolók lehetséges szerkezeteit az aromás egységet tartalmazó molekulákra. Eredményeiket a kémia vezető szaklapjában, a Journal of the American Chemical Society-ben,[1] a Nature Index[2] által jegyzett folyóiratban ismertették.