Ultralydsvibrationer tvinger en polymer til at være en halvleder

(Phys.org) - Et team af forskere ved Stanford University har brugt mekanisk kraft til at omdanne et molekyle fra en form til en anden - fra en ikke -ledende tilstand til en halvleder. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Videnskab , gruppen beskriver den proces, de udviklede og mulige applikationer.

Som forskerne bemærker, brug af mekanisk kraft til at ændre et molekyle fra en form til en anden (ved at lirke deres bindinger op) har været et populært forskningsemne i det sidste årti, fører til et nyt felt nu kendt som mekanokemi. I denne nye indsats, forskerne brugte en fysisk kraft til at "unzip" en ikke -ledende polymer, omdanne den til en halvleder.

I deres arbejde, holdet studerede klumper af cyclobutaner for at lære mere om deres struktur. I deres naturlige tilstand, de eksisterer som et polyladderenmolekyle med udseende af trapper, der fører fra et lavt punkt til et højt punkt, og vægge holder dem på plads. Teamet mente, at hvis de kunne trække væggene fra hinanden, effektivt lukker trappen op, de kunne omdanne det til en zig-zag-udseende polymer kendt som en polyacetylen, som er en halvleder.

Cyclobutanerne blev anbragt i en opløsning og udsat for soniske bølger, der udøvede modsatrettede kræfter på molekylet, får det til at pakke ud og strække sig ud i næsten en flad struktur (i skiftevis C =C dobbeltbindinger). Gruppen rapporterer, at løsningen, som oprindeligt var klar, langsomt ændret til blå, og blev til sidst mørk, da den var fyldt med et net af nanotråde. Forskerne bemærker, at materialet kan bruges som et middel til måling af spændinger i andre materialer. Det kan også bruges til at efterligne menneskelige sanser i en robot, fordi det er i stand til at bruge en mekanisk kraft til at omdanne et materiale til en ledning, der er i stand til at bære et elektronisk signal. Men før det kan ske, teamet erkender, at der skal gøres mere arbejde for at gøre strukturerne enklere, som de er nu, er de for komplekse til industrielle applikationer.

© 2017 Phys.org