(Phys.org) – Ett team av forskare vid Stanford University har använt mekanisk kraft för att omvandla en molekyl från en form till en annan – från ett icke-ledande tillstånd till en halvledare. I deras papper publicerad i tidskriften Vetenskap , gruppen beskriver den process de utvecklat och möjliga tillämpningar.

Som forskarna noterar, att använda mekanisk kraft för att ändra en molekyl från en form till en annan (genom att bända upp sina bindningar) har varit ett populärt forskningsämne under det senaste decenniet, leder till ett nytt område som nu kallas mekanokemi. I denna nya ansträngning, forskarna använde en fysisk kraft för att "packa upp" en icke-ledande polymer, omvandla den till en halvledare.

I sitt arbete, teamet studerade bitar av cyklobutaner för att lära sig mer om deras struktur. I sitt naturliga tillstånd, de existerar som en polyladderenmolekyl med utseendet av trappor som leder från en låg punkt till en hög punkt, och väggar som håller dem på plats. Teamet trodde att om de kunde dra isär väggarna, effektivt lossa trappan, de kunde omvandla den till en polymer som ser sicksack ut, känd som en polyacetylen, som är en halvledare.

Cyklobutanerna placerades i en lösning och utsattes för ljudvågor som utövar motsatta krafter på molekylen, vilket gör att den dras upp och sträcker sig ut till nästan en platt struktur (till omväxlande C=C-dubbelbindningar). Gruppen rapporterar att lösningen, vilket först var klart, ändrade långsamt till blått, och blev så småningom mörk när den fylldes med ett nät av nanotrådar. Forskarna noterar att materialet kan användas som ett medel för att mäta spänningar i andra material. Den kan också användas för att efterlikna mänskliga sinnen i en robot eftersom den kan använda en mekanisk kraft för att omvandla ett material till en tråd som kan bära en elektronisk signal. Men innan det kan hända, teamet erkänner att mer arbete måste göras för att göra strukturerna enklare, som de är nu är de för komplexa för industriella tillämpningar.

© 2017 Phys.org