Современная химия




Кристаллы-тяжелоатлеты

кристаллы-тяжелоатлеты

Исследователи из Японии разработали кристаллический материал, который при облучении ультрафиолетовым и видимым светом способен к обратимому сгибанию по аналогии с мышцами человека [1].

Новый материал способен поднимать металлические шарики, масса которых в 600 раз превосходит массу самого кристалла, благодаря чему он может выступать в роли беспроводной альтернативы использующимся в настоящее время в микроэлектромеханических системах пьезоэлектрическим кристаллам.

В 2007 году Масахиро Ирие (Masahiro Irie), в то время работавший в Университете Киюши продемонстрировал, что микроразмерный кристалл (10-100мкм), состоящий из фотохромных молекул – диарилэтенов может изменять свою форму под воздействием ультрафиолетового излучения [2]. Результаты тех экспериментов давали понять, что незначительные фотоинициированные изменения формы отдельных молекул могут приводить к изменениям формы целого кристалла на макроуровне. Однако, полученные в 2007 году кристаллы были слишком хрупкими и маленькими для любого применения.

В новой работе Ирие со своим коллегой Масаказу Моримото (Masakazu Morimoto) (в настоящее время оба работают в Университете Риккио) описывает создание двухкомпонентного кристаллического материала, который может сгибаться на макроуровне, тем самым подтверждая, что инициируемые светом изменения конформаций отдельных молекул могут приводить к движению на макроуровне.

Новый материал, полученный исследователями, материал состоит из диарилэтена и перфторнафталина, размеры полученных кристаллических образцов составляют 1-5 мм в длину, 0.2-1.5 мм в ширину и 10-50 мкм толщины. Эксперименты показали, что облучение материала ультрафиолетом или видимым светом заставляет материал изгибаться, при этом сила фотоинициированной деформации настолько велика, что позволяет поднять стальной шарик диаметром 3 мм, который в 600 раз тяжелее самого деформирующегося кристалла.

К удивлению ученых, результаты эксперимента показали, что полученный материал может выдерживать нагрузку в 100 раз большую, чем может выдержать мышечная ткань человека. Кристаллический материал демонстрирует большое фотоинициируемое напряжение, около 44 МПа, которое может сравниться с такими пьезоэлектриками, как цирконат-титанат свинца.

Изучающий механические свойства материалов на молекулярном уровне Амар Флуд (Amar Flood) из Университета Блумингтона отмечает, что работа является наглядной демонстрацией того, как контролируемое движение молекул влияет на макроскопические материалы, предполагая, что работа Ирие станет классикой. Он отмечает, что очень небольшое количество молекулярных систем могут похвастаться производительностью хотя бы сравнимой с производительностью мышц человека.

Ирие предполагает, что микроэлектромеханические системы на основе нового кристаллического материала могут применяться для беспроводной работы с биологическими клетками или для фотоинициируемого управления клапанами микрореакторов, связывая перспективы новых полимеров главным образом с тем, что для работы устройств на их основе не требуются провода и электропитание.

 


Читайте:


Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Новинки полимеров:

АВТОМОБИЛЕСТРОЕНИЕ: пластмассы заменяют металл

News image

Одним из примеров успешного решения данной проблемы может служить новый специальный полиамидный ( PA ) продукт Ultramid ® Endure , созданный специал...

СИНТЕЗ ОКСИДА ПРОПИЛЕНА НА ОСНОВЕ ПЕРОКСИДА ВОДОРОДА

News image

Dow и BASF были отмечены за совместную разработку способа получения оксида пропилена из пероксида водорода. Данная технология, сокращенно именуемая ...

НОВЫЕ ПОЛИАМИДЫ для МОТОРНОГО ОТДЕЛЕНИЯ

News image

LANXESS пополнил свой ассортимент продуктом Durethan TP 424-009 (в дальнейшем именуемым как Durethan AKV 30 G HR DUS 023), предназначенным для данны...

К НЕПРЕРЫВНОМУ ЦИКЛУ: будущее переработки пластмасс

News image

Пример, представленный в виде диаграммы, изображен на рисунке 1 - Примеры линейных операций. Данные методики быстро развиваются не для того, чтоб...

Новые продукты оргсинтеза:

СВОЙСТВА И ПРИМЕНЕНИЕ НОМЕРНЫХ РАСТВОРИТЕЛЕЙ

News image

Продукты органического синтеза и переработки нефти находят применение в различных сферах жизнедеятельности человека. Практика их применения чрезвычайно широка: они являются сырьём для получения разл...

ЖИДКОСТИ GLYSANTIN®: защита от BASF

News image

Замерзающие стекла автомобилей напоминают нам о наступлении самого холодного времени года. Эксплуатация транспортных средств при низких температурах воздуха предъявляет повышенные требования к охлаж...

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЛУЗГИ РИСА В ПРОИЗВОДСТВЕ КРЕМНИЯ

News image

Несмотря на то, что кремний использовался первобытным человеком ещё 600 тысяч лет назад в виде каменных орудий труда, возможности этого элемента и его соединений раскрывались в течение столетий чрез...

Авторизация



YOU ARE HERE: Главная - Новости неорганической химии - Кристаллы-тяжелоатлеты

Великие химики:

ВЕРНЕР (Werner), Альфред

News image

Швейцарский химик Альфред Вернер родился в г. Мюлузе, расположенном во французской провинции Эльзас. Он был последним из четырех детей токаря Жана А...

СВЕДБЕРГ (Svedberg), Теодор

News image

Шведский химик Теодор Сведберг родился в имении Флеранг, неподалеку от г. Гавле. Он был единственным ребенком Элиаса Сведберга, инженера и управляющ...

Институты химии:

Новосибирский институт органической химии (НИОХ)

News image

Новосибирский институт органической химии (НИОХ) был создан 27 июня 1958 года в составе Сибирского отделения Академии наук СССР согласно постановлен...

Институт органической и физической химии им. А.Е. Арбузова РАН

News image

Казанская химическая школа ведет свою историю с первой половины ХIХ века. Она получила всемирное признание благодаря плеяде выдающихся химиков Казан...