Wielobarwny polimorfizm pochodnej pyrenu – jak struktura kryształu wpływa na fotofizykę cząsteczek

Wytwarzanie przez cząsteczki związku chemicznego różnych struktur krystalicznych nazywa się polimorfizmem. Wielobarwny polimorfizm występuje wówczas, gdy różne formy polimorficzne odznaczają się różnymi barwami. W
kryształach cząsteczek organicznych zjawisko to nie jest częste, a jego występowanie wiąże się z różnorakim upakowaniem molekuł w strukturze krystalicznej, co prowadzi do różnych oddziaływań międzycząsteczkowych i
przez to wpływa na energię stanów elektronowych w krysztale. 4-bromo-2,7-di-tert-butyl-9-metoksypyren wytwarza dwie struktury krystaliczne w postaci białego proszku i żółtych igiełek. Proszek składa się z drobnych ziaren, w których cząsteczki są ułożone jak cegły w murze, natomiast igły mają strukturę złożoną z równolegle uporządkowanych kolumn. Struktury te mają bardzo różne własności optyczne –forma biała absorbuje w UV, natomiast igły - w obszarze niebieskim i zielonym. Również luminescencja obu form jest bardzo różna – biały proszek emituje w temperaturze pokojowej bardzo słabą fluorescencję i słabą fosforescencję podczas gdy igły emitują silną zielono-żółtą fluorescencję. Tak znaczne różnice wiążą się z dużym obniżeniem energii stanów singletowych wskutek silnych oddziaływań występujących w formie kolumnowej, co znacząco wpływa na procesy fotofizyczne występujące w cząsteczkach tworzących tę strukturę.