Ett decennier gammalt mysterium om varför en naturligt förekommande organisk kristall fluorescerar blått under ultraviolett ljus, men när den odlas under laboratorieförhållanden fluorescerar med en intensiv grön färg, har lösts av forskare från University of Bristol.

Kristallernas färg är en funktion av deras atomstruktur. När det gäller organiska kristaller, det är de rumsliga förhållandena mellan molekyler som bestämmer färgen, så samma molekyler i samma arrangemang ska producera kristaller av samma färg, oavsett om de uppstår geologiskt eller syntetiskt.

Det finns en naturligt förekommande organisk kristall känd som karpatit som är uppskattad för sin vackra blå fluorescens under ultraviolett belysning.

Men när den odlas under laboratorieförhållanden, kristallerna fluorescerar med en intensiv grön färg.

I 20 år, denna skillnad har antagits bero på kemiska föroreningar i det laboratorieodlade materialet.

Med hjälp av elektronmikroskopi i kombination med fluorescensspektroskopi och röntgendiffraktion, Dr Simon Hall, Jason Potticary från Bristol Center for Functional Nanomaterials CDT och Torsten Jensen från Center for Doctoral Training in Condensed Matter Physics in the School of Chemistry fann att denna skillnad istället beror på skillnader i kristallernas struktur på nanoskala.

Deras resultat visar att i naturen, karpatit har en nanotextur som inte finns i de syntetiska kristallerna, som möjliggör olika fotoniska vägar och därför en blå, snarare än grön färg medan den genomgår fluorescens.

Dr Hall sa:"Eftersom den här studien visar att färgförändringar i organiska kristaller kan vara ett morfologiskt fenomen i fast tillstånd, vi tror att vår förhörsmetod kan tillämpas på många andra organiska kristallsystem för att potentiellt avslöja exotiska laddningsöverföringsvägar i halvledare, fälteffekttransistorer och organiska supraledare."