Forskare från University of Queensland har knäckt ett problem som har frustrerat kemister och fysiker i flera år, vilket kan leda till en ny tid av kraftfull, effektiv och miljövänlig teknik.

Med hjälp av kvantmekanik har professor Ben Powell från UQ:s School of Mathematics and Physics upptäckt ett "recept" som gör att molekylära switchar kan fungera vid rumstemperatur.

"Switchar är material som kan växla mellan två eller flera tillstånd, till exempel på och av eller 0 och 1, och är grunden för all digital teknik," sa professor Powell. "Denna upptäckt banar väg för mindre och mer kraftfulla och energieffektiva tekniker. Du kan förvänta dig att batterierna kommer att hålla längre och att datorerna går snabbare."

Hittills har molekylär växling bara varit möjlig när molekylerna är extremt kalla - vid temperaturer under minus 250 grader Celsius. "Teknikmässigt är detta ett stort problem," sa professor Powell.

"Genom att följa detta detaljerade "recept" borde kemister kunna få molekylära omkopplare att fungera i rumstemperatur."

"Detta kommer att öppna dörren till en mängd tekniska framsteg, som att förbättra MRI-skanningar som kan leda till tidigare upptäckt av sjukdomar som cancer."

"Dessa material kan också användas för sensorer, kolavskiljning och lagring, vätebränsleceller och som ställdon, som kan omvandla elektricitet till rörelse, vilket skulle vara användbart för robotar."

"Alla dessa applikationer behöver material som kan växlas vid eller över rumstemperatur, vilket är anledningen till att vår upptäckt är så viktig."

"Att använda dessa material kommer också att minska belastningen på miljön eftersom datorenergianvändningen kommer att minska, vilket hjälper kampen mot klimatförändringarna."

UQ-forskare kommer att samarbeta med kemister vid University of Sydney och University of New South Wales för att göra nytt material för att testa det nya "receptet".

Forskningen publiceras i Journal of the American Chemical Society . + Utforska vidare

Forskare visar att organiska kristaller kan fungera som energiomvandlare för framväxande teknologier