Utilsigtet opdagelse af stærk og ubrydelig molekylær switch

Et organisk materiale, der gentagne gange kan ændre form uden at bryde, ville have mange nyttige anvendelser, såsom kunstige muskler, pumper eller som switch. Fysikere ved Radboud Universitet opdagede ved et uheld et materiale med den ejendom. Deres resultater vil blive offentliggjort i det videnskabelige tidsskrift Naturkommunikation den 8. oktober.

"Jeg plejer at kalde det 'molekylær flipperspillemaskine, '"siger Theo Rasing, professor i spektroskopi af faste stoffer og grænseflader ved Radboud University. Sammen med kolleger fra Nijmegen og Kina, han demonstrerer materialets formændrende evner ved at lade det kaste en glasperle ved høj hastighed. I den proces, det organiske krystalmateriale 4-DBpFO leverer en kraft svarende til 10, 000 gange sin egen vægt.

Krystallerne har den unikke egenskab, at de ændrer form væsentligt ved små temperaturvariationer omkring 180 grader Celsius, og gør det uden at bryde, som gør det muligt for den ændring at blive gentaget hundredvis af gange.

Den videnskabelige verden har et stort behov for små bevægelige maskiner fremstillet af organisk materiale, som kan bruges som væskepumper på "laboratorier på en chip" (LOC'er), for eksempel. Kendte anvendelser af LOC'er omfatter enheden, der gør det muligt for diabetikere at måle deres blodsukker og nanopiller, der måler kropsfunktioner. "Problemet med nuværende organiske krystaller er, at sådanne ændringer i form på grund af temperatur, for eksempel, hurtigt bryde materialet, "Rasing forklarer.

Det materiale, som forskerne fandt, bryder ikke ved gentagen formændring, fordi molekylerne glider hen over hinanden. "Vores opdagelse af disse egenskaber i dette materiale var faktisk et lykketræf, "siger Yulong Duan, Ph.d. kandidat og den første forfatter til publikationen. "Vi studerede hovedsageligt disse materialer for deres interessante optiske egenskaber, men da vi ændrede temperaturen under mikroskopet, krystallen skød pludselig væk. "

For at kunne tage yderligere skridt i retning af mulige applikationer, forskerne ønsker at studere, hvordan effekten kan flyttes til lavere temperaturer gennem ændringer i molekylstrukturen. De vil også undersøge, hvordan de kan få materialet til at ændre form ved at bruge korte lyspulser, så materialet kan opvarmes og afkøles kontrolleret.