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:

УТЕПЛИТЕЛЬ ДОЛЖЕН ОБЛАДАТЬ НУЛЕВОЙ ГИГРОСКОПИЧНОСТЬЮ?

News image

В России начали производить синтетические материалы с новыми свойствами, которые раньше в утеплителе даже не анализировались.

НОВЫЕ ДОБАВКИ LANXESS ДЛЯ ШИННОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

News image

ДФГ широко используется в производстве топливосберегающих силиконовых шин, но не подходит для комбинации с силанами, такими как Si 363. Более того, ...

КОМПОЗИТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ В ГОРНОЙ ДОБЫЧЕ

News image

Руда добывается либо подземной проходкой выработки по породе, либо же снятием слоя за слоем почвы и прохождением сквозь горные породы с помощью техн...

ОБРАБОТКА ПОЛИМЕРА УГЛЕКИСЛЫМ ГАЗОМ

News image

Исследователи Фраунгоферовского Института Безопасности Окружающей среды и Энергетических технологий (UMSICHT) в Оберхаузене, преследуя новую идею ис...

Новые продукты оргсинтеза:

ПРЕИМУЩЕСТВА ГЛЮКОЗНО-ФРУКТОВЫХ СИРОПОВ

News image

Положительное влияние, которое оказывает сироп на безалкогольный напиток, основывается на его составе и технологии производства.

ГЛУБОКАЯ ПЕРЕРАБОТКА УГЛЯ: перспективы и инновации

News image

В июле 2008 года по инициативе энергетиков администрация Кемеровской области обязала угольные компании Кузбасса сменить приоритеты. Первоочередными стали отгрузки топлива на ТЭЦ, а об исполнении экс...

ОТЕЧЕСТВЕННЫЕ ФАРМИННОВАЦИИ

News image

Лабораторная технология получения наноразмерных противоопухолевых лекарственных средств разработана в Российском онкологическом научном центре им. Н.Н. Блохина РАМН

Авторизация



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

Великие химики:

ПРИГОЖИН (Prigogine), Илья

News image

Бельгийский химик Илья Пригожин родился в Москве в канун русской революции. У его родителей – инженера-химика Романа Пригожина и музыканта Юлии (Виш...

ГАН (Hahn), Отто

News image

Немецкий химик Отто Ган родился во Франкфурте-на-Майне и был одним из трех сыновей Генриха Гана, стекольщика, и Шарлотты Гизе (в девичестве Штуцман)...

Институты химии:

Институт нефтехимического синтеза им. А.В.Топчиева

News image

Учреждение Российской академии наук Ордена Трудового Красного Знамени Институт нефтехимического синтеза им. А.В.Топчиева РАН (ИНХС РАН) был создан в...

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...