锌是一种在生物系统中广泛存在的重要元素

锌是一种在生物系统中广泛存在的重要元素，相对于其他金属来说制造成本低廉，并且毒性低。然而，与在金属配合物中表现出各种鲜艳颜色的其他类似金属不同，锌材料不可能看到不同的颜色。

在最近发表在《Angewandte Chemie International Edition》上的一项研究中，东京大学工业科学研究所的研究人员合成了一种具有两个锌离子的复合物，该复合物确实呈现出颜色，极大地扩展了锌复合物的潜在特性。

戏剧性的颜色变化经常被用来展示化学反应以获取乐趣;然而，它们在指示器、传感和智能材料方面也有重要用途。对于某些金属络合物来说，发生这些变化是因为可见光具有适当的能量来在轨道(容纳电子的原子结构部分)之间移动电子。然而，锌最稳定离子的轨道之间的能隙比可见光的能量大得多，因此电子无法在轨道之间移动，因此无法产生颜色。

东京大学工业科学研究所的研究人员现已证明，引入第二个锌原子可以产生一种黄色材料，无论是固体还是溶解在溶液中。

研究人员精心设计了两种含有硅原子的分子，为锌离子提供了完美的对接站。两种锌-甲硅烷基配合物都支持两个锌原子，但距离不同。

该研究的主要作者 Yoshimasa Wada 解释说：“我们使用两个系统来证明锌原子共同作用，形成一种吸收可见光谱中的光的复合物。” “在第一个系统中，锌原子相距相对较远——5.71埃——而且材料是无色的。而在第二个系统中，它们的距离更近——2.93埃——而且锌材料是黄色的。”

在锌原子距离较近的系统中，它们能够结合其轨道，以便其电子重新排列所需的能量位于可见光区域。在很大程度上，这意味着第二复合物的固体和溶液均呈黄色。

“观察到的锌中心之间的相互作用拓宽了锌络合物的潜在特性，”资深作者 Yusuke Sunada 说。“我们相信我们的发现将开辟一个全新的有趣材料家族。”

锌现在可以将可见光相互作用添加到其有用属性列表中。鉴于锌在生物学中的普遍性及其低毒性，这可能会为锌在生物传感和生物催化方面开辟新的用途。

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