Autonom selvhelbredelse set i piezoelektriske molekylære krystaller

Et team af forskere fra Indian Institute of Science Education and Research i Kolkata, Indian Institute of Technology Kharagpur og RWTH Aachen University, har fundet en type piezoelektrisk molekylær krystal, der er i stand til autonom selvhelbredelse. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Videnskab , gruppen beskriver deres arbejde med piezoelektriske molekylære krystaller og de krystaller, de dyrkede, som kunne helbrede sig selv.

Som forskerne bemærker, selvhelbredende materialer er blevet genstand for intens forskning i de senere år. Sådanne bestræbelser har givet nogle resultater - polymerer, der er udviklet geler og andre materialer, som, når man kommer til skade, kan helbrede sig selv til en vis grad. Til dato, sådanne succeser har alle haft én ting til fælles – de er alle bløde. I denne nye indsats, forskerne tog fat på en meget sværere opgave:at finde eller udvikle et selvhelbredende hårdt materiale. I dette tilfælde, det betød at finde ud af, hvordan man får et tæt materiale, lavet af molekyler arrangeret på en regelmæssig måde, at hele, når den rives fra hinanden.

Holdets arbejde involverede at studere piezoelektriske molekylære krystaller - en type krystal, der er i stand til at omdanne mekanisk energi til elektricitet. Krystallerne brugt i mikrofoner er et sådant eksempel. Forskerne ræsonnerede, at sådanne krystallers iboende egenskaber burde egne sig til selvhelbredelse på grund af deres tiltrækkende kræfter. Efter mange forsøg og fejl, forskerne slog sig ned på bipyrazol organiske krystaller. De dyrkede derefter prøvekrystaller i små (2 mm lange og 0,2 mm brede) nåleformer. Næste, de lagde lige nok pres på deres testkrystaller til at få dem til at knække, og så da de hoppede tilbage fra pausen og ind i lige linje igen, uden bevis for pausen tilbage. Test af krystallen med et polarisationsmikroskopsystem viste, at materialet virkelig var helet.

Det er endnu ikke klart, om den type krystaller, der produceres af teamet i Indien, vil være nyttige i et givet produkt, men de bemærker, at deres arbejde viser, at piezoelektriske molekylære krystaller kan dyrkes på måder, der tillader selvhelbredelse. De foreslår, at sådanne krystaller sandsynligvis kan finde anvendelse i optiske og nanoprobende enheder. Der er også en lille mulighed for, at et sådant materiale en dag kan bruges i videoskærme, giver smartphones mulighed for at helbrede sig selv efter revner, når de tabes.

© 2021 Science X Network