http://www.sciencedaily.com/releases/2007/11/071109100156.htm
ScienceDaily (Nov. 11, 2007)
當方解石(calcite)結晶體放置在印刷品上,文字會成雙影。這是由一種稱為雙折射率(birefringence)的特性所引起。加拿大 Simon Fraser 大學的科學家現在開發一種物質,是有史以來最具雙折射(birefringent)的固體。這種物體並非礦物,而是一種配位聚合物(coordination polymer)。
折射是當光波從空氣進入水或結晶體中,其方向的改變。是由光線傳播速度的局部改變所引起。在雙折射的例子中,光線被分為二道垂直偏振的光束,分別以不同速度移動,而且在離開介質時彼此相對偏移(譯註:這二道光線分別是遵守折射定律的尋常光 (o光) 與不遵守的異常光 (e光))。這種效應的起源是因為結晶體的晶格在不同的軸上具有不同的光學特性(異向性,anisotropy)。
雙折射光學元件通常以方解石製成。這些應用的關鍵價值因結晶體中二方向光線的折射率差異而有不同,方解石的雙折射率是 0.17。
該團隊由 Daniel B. Leznoff 與 Zuo-Guang Ye 所領導,現在製造出一種具高雙折射的配位聚合物。配位聚合物是 1、2 或 3 維橋接的金屬複合物。這種複合物的優勢在於有無限個可能的設計:單一複合物 -- 金屬中心(metal center)、螯合配位基(chelating ligands)、橋接配位基(bridging ligands)-- 幾乎都能任意被選擇與結合,以獲得想要的材料特性。
Leznoff 的團隊,在實驗室裡以 Michael J. Katz 為開路先鋒,無疑使用一種三吡啶(terpy)配位基,一種平面環狀系統,由三個吡啶(pyridin)單元(有一個氮原子的六員芳香族環)圍繞金屬中心構成。
這種複合物由中央的銀或金離子與二個氰化物群製成的線性橋接配位基所連接,以形成 2 維層次。如果中央的鉛原子以錳取而代之,就會形成 1 維梯狀結構。然而,在其結晶體中,鉛與錳聚合物具有類似的排列:三吡啶分子水平堆積起來,垂直於結晶體生長的軸線。很明顯地,這種決定性因素導致高度雙折射,其值可達 0.43,顯著高於許多無機雙折射物質。
經改善的光學資料儲存與通訊中的資料傳輸技術都是這種高雙折射材料的可能應用。
※ 相關報導:
* Highly Birefringent Materials Designed Using Coordination Polymer Synthetic Methodology
http://www3.interscience.wiley.com/cgi-bin/abstract/116835765/ABSTRACT
Michael J. Katz, Harini Kaluarachchi, Raymond J. Batchelor, Dr.,* 獨特物質讓電容器存更多能量
Alexei A. Bokov, Dr., Zuo-Guang Ye, Dr., Daniel B. Leznoff, Dr.
Angewandte Chemie International Edition, Published Online: 29 Oct 2007
doi: 10.1002/anie.200702885
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