I ricercatori hanno scoperto, esplorando le proprietà fotomeccaniche del diariletene, che sotto l'irradiazione con luce UV il cristallo del composto si stacca in cristalli di dimensioni micrometriche alla velocità più elevata al mondo di 260 microsecondi. Quando il materiale ritorna alla sua precedente struttura molecolare quando esposto alla luce visibile, il metodo di esfoliazione si posiziona come candidato per la produzione di fotoattuatori.

Guarda qualsiasi pezzo di macchinario e vedrai una complessa rete di parti in movimento, o attuatori, ciascuno con la propria funzione, tutti insieme per un obiettivo comune. Da questa prospettiva, il modo in cui la maggior parte delle macchine differisce è nel modo in cui i loro attuatori sono alimentati:gli escavatori si affidano a liquido compresso (idraulico), il sistema frenante di un'auto utilizza aria compressa (pneumatica), e una stampante ha l'elettricità.

E se le parti mobili di una macchina potessero essere alimentate dalla luce? Una macchina composta da fotoattuatori non avrebbe bisogno del contatto diretto con la fonte di alimentazione per muoversi. Tra le sue molteplici funzioni possibili, potrebbe essere accuratamente manipolato in luoghi in cui le macchine con cavi o circuiti elettrici non possono, ad esempio, i capillari del corpo umano.

"Il problema è stato manipolare un materiale con la luce alla velocità e alle dimensioni appropriate per i dispositivi fotomeccanici, " dice lo studente laureato Masato Tamaoki. Faceva parte di un gruppo di ricerca, guidato dal professor Seiya Kobatake della Graduate School of Engineering, Università della città di Osaka che, usando la luce UV su cristalli costituiti da un composto chiamato diariletene, cristalli staccati delle dimensioni di 2-4 micrometri alla velocità di 260 microsecondi, rendendolo l'esfoliazione più veloce al mondo di un materiale fotomeccanico. I loro risultati sono stati pubblicati online in Crescita e design dei cristalli dell'American Chemical Society il 19 aprile 2021.

"Il mio laboratorio ha esplorato le proprietà fotomeccaniche del diariletene ormai da molti anni, " dice il professor Kobatake. Hanno scoperto che sotto la luce UV, le molecole del composto hanno dimostrato comportamenti quali espansione/contrazione, piegarsi, torcere e sbucciare. "C'erano solo due esempi del comportamento di peeling, rendendolo un movimento molto raro, " afferma il signor Tamaoki, "ci siamo concentrati su questo problema sperimentando le dimensioni dei cristalli e le condizioni di fotoirradiazione".

Hanno scoperto che sotto lo sforzo della luce UV che penetra relativamente tutto il diariletene, cambierebbe in un colore blu e si crepa. Però, se la luce fosse focalizzata in prossimità del cristallo, il peeling della sezione esposta si è verificato a un sorprendente 260 microsecondi. Confrontando questo con misurazioni registrate in precedenza da 10 s di secondi a 10 s di minuti, "siamo molto lieti di aver scoperto il più veloce del mondo, comportamento di esfoliazione fotoreversibile, che dovrebbe diventare un nuovo metodo di produzione per i materiali dei fotoattuatori, " afferma il signor Tamaoki.