A pesar de ser crucial para varios componentes ópticos avanzados, obtener cristales ópticamente anisotrópicos con birefringencia gigante (por ejemplo, Δn ≥ 1.0) sigue siendo un desafío formidable. Las estrategias predominantes suelen depender de mejorar la π-delocalización de los bloques de construcción moleculares mediante polimerización cíclica. Aquí, demostramos un nuevo enfoque: conectar simplemente los anillos π-conjugados a lo largo de una dirección específica mediante polimerización lineal. Este concepto está bien ejemplificado por un nuevo cristal híbrido, BIQCdCl4 (BIQ = C18H14N2, la forma protonada de 2,2'-biquinolina). Aunque de acuerdo con la regla de Hückel, los π-electrones dentro de dos subunidades de quinolina no están completamente deslocalizados sobre toda la molécula de BIQ, este compuesto exhibe un valor de birefringencia récord de Δnexp = 1.017@546 nm, superando todos los cristales birefringentes comerciales y muchos cristales birefringentes recientemente desarrollados, estableciendo así un nuevo referente para dichos materiales. Una investigación detallada de la estructura electrónica indica que, aunque el enlace C─C limita la extensión de la π-deslocalización, la polimerización lineal mejora la disparidad en la distribución de π-electrones en el plano (X, Y), maximizando así el contraste de polarizabilidad entre dos direcciones de polarización específicas (es decir, Y y Z). Esto conduce a una anisotropía de polarizabilidad excepcional de las moléculas de BIQ, que, combinada con su alineación uniforme dirigida por los tetraedros de CdCl4 y enlaces de hidrógeno, resulta en la birefringencia gigante de BIQCdCl4.
Xie et al. (Tue,) estudiaron esta cuestión.