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

wrc-info.ru

Новинки полимеров:

НОВЫЕ ЛИТЬЕВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ДЛЯ МЕДИЦИНЫ

News image

Инновационные технологии, такие как многокомпонентное литье, литье с декорированием в форме и литье со вставками, литье со вспениванием, литье с впр...

ПОЛИМЕРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ ЖКХ

News image

По оценкам ЦЭНЭФ, реализация энергосберегающих мер в ЖКХ может привести к экономии энергии до 70%. Повышение энергоэффективности всей отрасли ЖКХ с ...

Изготовленные по ГОСТ металлические изделия в каталоге shoptruba.ru

News image

Сегодня приобретает популярность услуга по выполнения из металлопроката разных изделий. При помощи использования новых мощностей также и современных т...

БУМАГА ВМЕСТО ХОЛОДИЛЬНИКОВ

News image

Израильские исследователи из Бар-Иланского Университета совместно с коллегами из Красноярского Института химии и химических технологий, разработали ...

Новые продукты оргсинтеза:

ОБЗОР ТЕХНОЛОГИЙ ПРОИЗВОДСТВА АНИЛИНА

News image

В 1872 г. русским ученым М.М. Зайцевым была открыта реакция восстановления нитросоединений водородом в присутствии катализаторов

ПРИМЕНЕНИЕ ЖИРНЫХ СПИРТОВ В МОЮЩИХ СРЕДСТВАХ

News image

Дерево высших жирных спиртов исключительно мощное и ветвистое . Объясняется это тем, что в их молекулах содержится легко уязвимая гидроксильная группа, которая либо вся целиком, либо атом водо...

РОЛЬ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ В СОСТАВЕ УДОБРЕНИЙ

News image

Элементы питания с приставкой «микро» оказывают макроэффект, если они обеспечивают необходимый баланс питания. Данное обстоятельство является ключевым при выборе и способе применения минеральных ...

Авторизация



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

Великие химики:

ВИНДАУС (Windaus), Адольф Отто Рейнгольд

News image

Немецкий химик Адольф Отто Рейнгольд Виндаус родился в Берлине. Его отец, Адольф Виндаус, происходил из семьи текстильных фабрикантов, а мать, Марга...

МАРТИН (Martin), Арчер

News image

Английский биохимик Арчер Джон Портер Мартин родился в Лондоне. Он был младшим из четырех детей и единственным сыном в семье медицинской сестры Лили...

Институты химии:

Институт белка РАН

News image

Институт белка РАН организован по Постановлению Президиума АН СССР 9 июня 1967 г. с целью развертывания фундаментальных исследований по проблеме бел...

Институт Химии Нефти

News image

Институт Химии Нефти Сибирского отделения Российской Академии наук открыт в 1970 году. В институте проводятся фундаментальные исследования по научно...