形状变化的有机晶体利用记忆来改善塑料电子学

2025年04月14日 阅读量:172

元素百科用记忆来改善塑料电子学,介绍形状变化的有机晶体。研究人员已经发现了一种机制,可以触发塑料电子设备中有机晶体中的形状记忆。变形结构材料由金属合金制成,但新一代经济型可印塑料电子产品也将从这一现象中受益。形状记忆材料科学与塑料电子技术相结合后,将为低功耗电子、医疗电子设备和多功能形状记忆材料的发展开辟大门。

研究结果发表在《自然通信》杂志上,并认识到两种有机半导体材料中的形状记忆现象。

形状记忆技术用于打开和疏通阻塞人类血管的可膨胀支架。热量、光和电信号或机械力将信息传递给设备,告诉它们展开、收缩、弯曲和变形,使它们恢复到原来的形式——并且可以反复这样做,就像蛇想吞下它的晚餐一样。这种效果在金属中很好,但由于分子制造的复杂性,在合成有机材料中仍然难以捉摸。

“形状记忆在自然界中很常见,但我们并不真正确定自然界在分子水平上的设计规则。“化学与生物分子工程学教授,本研究的合作者Ying “大自然使用的有机化合物与当今市场上用于形状记忆材料的金属合金完全不同,”Diao说。“在自然形状记忆材料中,分子协同变换,这意味着它们在形状变化时会一起移动。”否则,这些材料会被粉碎,形状的变化将是不可逆转的和超快的。”

迪奥说,在合成有机材料中发现形状记忆机制是偶然的。研究小组意外地制造了巨大的有机晶体,并想知道它们是如何在加热时改变的。

“我们在显微镜下观察了单个晶体,发现这种转换过程与我们的预期有很大的不同。”研究生结合Hyunjoong “我们看到晶体中整个分子层的一致运动,这似乎驱动了形状记忆效应——这在有机晶体中很少被观察到,所以在很大程度上还没有被探索。”

研究人员表示,这一意外发现使研究小组希望探索形状记忆材料科学与有机电子学的融合。“今天的电子产品依赖于晶体管开关,这是一个非常耗能的过程。“如果我们能利用塑料半导体中的形状记忆效应来调整电子特性,它将需要非常低的能量投资,这可能有助于在低功耗和更高效的电子技术方面取得进展。””

该团队目前正在利用热量来演示形状记忆效应,但正在尝试使用光波、电场和机械力进行实验。他们仍在通过调整材料的分子结构来探索形状记忆机制的分子起源。”我们已经发现,只要分子中的一个原子能显著改变这种现象。”克说。

迪奥说,研究人员对这项研究发现的分子协同效应非常感兴趣,并对最近获得诺贝尔奖的分子机的概念提出了潜在的应用。”这些分子可以在分子水平上协同改变图像,而小分子结构的变化将在数百万分子上扩大,从而在宏观尺度上开始大运动。”

比利时布鲁塞勒大学的Diao团队和Yves 比利时蒙斯大学的Geerts教授和David Beljone和Jerome 与Cornil教授合作。

伊利诺伊大学、比利时国家科学研究基金Wiener-Anspach基金会,Leverhulme Trust和Isaac Newton Trust都支持这项研究。

更多化工行情,请关注灵元素公众号
免责声明:此文内容为本网站刊发或转载企业宣传资讯,仅代表作者个人观点,与本网无关。仅供读者参考,并请自行核实相关内容。
上一篇: 《自然·通讯》揭示年老期慢性病和癌症之间存在对立关系
下一篇: 氯化钯的生产方法以及用途