В MIT научились управлять свойствами пластика с помощью света

В MIT научились управлять свойствами пластика с помощью света

Физические свойства полимеров зависят не только от из состава, но и от того, как молекулярные цепочк располагются в пространстве относительно друг друга. Как правило, это расположение остается необратимым после того, как материал изготовлен, и изменить его можно только однажды, одновременно изменив химический состав материала. Никакое воздействие неспособно сделать резину хрупкой и твердой, а затем обратно мягкой и эластичной.

Материал, созданный инженером Юйвеем Гу (Yuwei Gu) из Массачусетского технологического института и его коллегами — первый полимер, способный обратимо менять структуру и физические свойства. В статье, опубликованной в журнале Nature, ученые описывают материал, который обратимо меняет свойства под действием света: под ультрафиолетом он застывает, а облученный зеленой лампой, становится мягким и легкоплавким.

Изменение свойств происходит из-за изменения размеров частиц полимера, состоящих из молекулярных цепочек-лигандов, связанных с атомами палладия. Подобные вещества называются полимерными металлоорганическими координационными соединениями; длинные органические полимерные «хвосты» таких соединений группируются вокруг атомов металлов и образуют геометрические формы, часто они существуют в виде «клеток».

Каждый атом палладия способен образовать четыре химические связи с органическими лигандами; когда и палладия, и полимера много, образуются кластеры с переменным количеством атомов металла. Гу и его коллеги поставили целью стимулировать формирование крупных кластеров с 24 атомами палладия на 48 лигандов, и маленьких — из трех атомов палладия на шесть лигандов. Для управления переходом от одних кластеров к другим ученые добавили вещество DTE, в молекуле которого связь между двумя атомами серы образуется и рвется под воздействием ультрафиолета. В ультрафиолете молекула DTE становится более жесткой и разрывает маленькие кластеры, заставляя палладий-органические цепочки образовывать более крупные кластеры. Обратный процесс происходит, когда под действием зеленого света связь S-S в молекуле DTE разрушается, молекула теряет жесткой и разрешает формирование маленьких кластеров.

Маленькие кластеры делают материал очень мягким, он плавится от легкого нагревания; при этом затягиваются трещины и другие механические повреждения. Пока ученые провели только семь циклов размягчения и затвердевания; после каждого из них в образце накапливаются молекулы, не изменившие размер, и в конце концов образец рассыпается. Но Гу и его коллеги полагают, что им удастся значительно увеличивать количество таких циклов.

Изделия из обратимо размягчаемых пластиков легко перерабатывать и ремонтировать, считает Гу; они могут существенно продлить сроки службы изделий из пластика и помочь решить проблему накопления пластиковых отходов, полагает ученый.


Олег Писарев, Supreme2.Ru

Коды для вставки в блог\форум



Вспомним другие новости из этого раздела?


Наука и техника

←+Ctrl+→

Интересные новости
Плотоядные бактерии научились работать парамиПлотоядные бактерии научились работать парами
Глава Siemens возмутился, что немцы вохищаются «марихуанщиками» из США, обещающими полёты на ЛунуГлава Siemens возмутился, что немцы вохищаются «марихуанщиками» из США, обещающими полёты на Луну
Потрясающие снимки атомов, сделанные 4D-микроскопом: взгляд изнутриПотрясающие снимки атомов, сделанные 4D-микроскопом: взгляд изнутри
Ржавые опилки станут топливом будущего: испытания в невесомостиРжавые опилки станут топливом будущего: испытания в невесомости
Найдена самая древняя городская канализацияНайдена самая древняя городская канализация
Блок рекламы


Похожие новости

Плотоядные бактерии научились работать парамиПлотоядные бактерии научились работать парами
Роботы научились ориентироваться на местностиРоботы научились ориентироваться на местности
Роботы научились строить космические кораблиРоботы научились строить космические корабли
Искусственный «лист» производит синтетическое топливо с помощью солнечного светаИскусственный «лист» производит синтетическое топливо с помощью солнечного света
Facebook смогла «перевести» работу мозга в текст. Теоретически это позволит управлять устройствами силой мысли
Медики успешно вылечили ВИЧ с помощью редактирования геновМедики успешно вылечили ВИЧ с помощью редактирования генов
Обнаружена черная дыра, вращающаяся почти со скоростью светаОбнаружена черная дыра, вращающаяся почти со скоростью света
Технология Пентагона позволит распознавать людей на расстоянии по сердцебиению с помощью лазераТехнология Пентагона позволит распознавать людей на расстоянии по сердцебиению с помощью лазера
Как на станции «Академик Вернадский» с помощью дронов создают 3D-карты Южного полюсаКак на станции «Академик Вернадский» с помощью дронов создают 3D-карты Южного полюса
В Италии нашли мертвого кита с 22 кг пластика внутриВ Италии нашли мертвого кита с 22 кг пластика внутри
Последние новости

Подгружаем последние новости