Progettazione di polimeri coniugati generati meccanochimicamente. (A) Meccanofori CBE isolanti collegati a sistemi π, progettato per riorganizzare la coniugazione continuamente estesa sotto forza. (B) CBE termicamente instabili con sostituenti di carbonio sp2 nelle posizioni 3 e 4. (C) Meccanoforo a base di ladderene, che subirebbero in tandem meccano-cicloreversioni per dare oligoene coniugato. (D) Acido grasso naturale [5]-ladderane (5) da batteri anammox. (E) Progettazione di poliladderene meccanicamente attivo tramite ROMP di ladderene. Credito:(c) Scienza (2017). DOI:10.1126/science.aan2797
(Phys.org) — Un team di ricercatori della Stanford University ha utilizzato la forza meccanica per trasformare una molecola da una forma all'altra, da uno stato non conduttivo a un semiconduttore. Nel loro articolo pubblicato sulla rivista Scienza , il gruppo descrive il processo che hanno sviluppato e le possibili applicazioni.
Come notano i ricercatori, l'uso della forza meccanica per cambiare una molecola da una forma all'altra (facendo leva sui loro legami) è stato un argomento di ricerca popolare negli ultimi dieci anni, portando a un nuovo campo ora noto come meccanochimica. In questo nuovo sforzo, i ricercatori hanno usato una forza fisica per "decomprimere" un polimero non conduttore, trasformandolo in un semiconduttore.
Nel loro lavoro, il team ha studiato pezzi di ciclobutani per saperne di più sulla loro struttura. Nel loro stato naturale, esistono come una molecola di poliladderene con l'aspetto di scale che portano da un punto basso ad un punto alto, e pareti che li tengono in posizione. Il team pensava che se avessero potuto abbattere i muri, decomprimendo efficacemente la scala, potrebbero trasformarlo in un polimero dall'aspetto a zig-zag noto come poliacetilene, che è un semiconduttore.
I ciclobutani sono stati posti in una soluzione e sottoposti a onde soniche che esercitano forze opposte sulla molecola, facendolo decomprimere e allungarsi in una struttura quasi piatta (in doppi legami C=C alternati). Il gruppo riferisce che la soluzione, che inizialmente era chiaro, lentamente cambiato in blu, e alla fine è diventato scuro poiché è stato riempito con una rete di nanofili. I ricercatori fanno notare che il materiale potrebbe essere utilizzato come mezzo per misurare le sollecitazioni in altri materiali. Potrebbe anche essere usato per imitare i sensi umani in un robot perché è in grado di utilizzare una forza meccanica per convertire un materiale in un filo in grado di trasportare un segnale elettronico. Ma prima che ciò possa accadere, il team riconosce che è necessario lavorare di più per rendere le strutture più semplici, così come sono ora sono troppo complesse per le applicazioni industriali.
© 2017 Phys.org
