Ett organiskt material som upprepade gånger kan ändra form utan att gå sönder skulle ha många användbara tillämpningar, som artificiella muskler, pumpar eller som omkopplare. Fysiker vid Radboud universitet upptäckte av misstag ett material med den egenskapen. Deras resultat kommer att publiceras i den vetenskapliga tidskriften Naturkommunikation den 8 oktober.
"Jag brukar kalla det" molekylär flipperspel, säger Theo Rasing, professor i spektroskopi av fasta ämnen och gränssnitt vid Radboud University. Tillsammans med kollegor från Nijmegen och Kina, han demonstrerar materialets formförändrande förmågor genom att låta det kasta en glaspärla i hög hastighet. I den processen, det organiska kristallmaterialet 4-DBpFO levererar en kraft motsvarande 10, 000 gånger sin egen vikt.
Kristallerna har den unika egenskapen att de förändras väsentligt vid små temperaturvariationer runt 180 grader Celsius, och gör det utan att bryta, vilket gör att den ändringen kan upprepas hundratals gånger.
Den vetenskapliga världen har ett stort behov av små rörliga maskiner tillverkade av organiskt material, som kan användas som vätskepumpar på "labs on a chip" (LOCs), till exempel. Välkända användningar av LOC inkluderar enheten som tillåter diabetiker att mäta sitt blodsocker och nanopiller som mäter kroppsfunktioner. "Problemet med nuvarande organiska kristaller är att sådana förändringar i form på grund av temperatur, till exempel, bryt snabbt materialet, "Förklarar Rasing.
Materialet som forskarna hittade bryts inte vid upprepad formändring, eftersom molekylerna glider över varandra. "Vår upptäckt av dessa egenskaper i det här materialet var faktiskt en lycka till, "säger Yulong Duan, Ph.D. kandidat och publikationens första författare. "Vi studerade främst dessa material för deras intressanta optiska egenskaper, men när vi ändrade temperaturen under mikroskopet, plötsligt sköt kristallen bort. "
För att kunna ta ytterligare steg mot möjliga applikationer, forskarna vill studera hur effekten kan flyttas till lägre temperaturer genom förändringar i molekylstrukturen. De vill också undersöka hur de kan få materialet att ändra form genom att använda korta ljuspulser, så att materialet kan värmas och kylas på ett kontrollerat sätt.
