» » » Створені перші ткані матеріали на атомному та молекулярному рівнях

Створені перші ткані матеріали на атомному та молекулярному рівнях

posted in: Новини | 0

Існує багато шляхів для створення наноматерій, проте спосіб “ткання” найстаріший і найбільш стійкий спосіб виготовлення тканини, не був одним з них дотепер. Міжнародна співпраця спеціалістів, котра велась Департаментом енергетики США (Doe’s) в Національній Лабораторії Лоуренс Берклі (Лабораторія Берклі) та Каліфорнійському університеті (UC) Берклі, досягла сплетіння перших тривимірних ковалентних органічних каркасів (COFs) з спіральних волокон органічного походження.

Тканини COFs володіють при тому значними перевагами в структурній гнучкості, стійкості і оборотності порівняно з попередніми COFs – матеріалами, якісні характеристики котрих цінуються за їх потенціал уловлювання та зберігання вуглекислого газу, з подальшим перетворенням їх в цінні хімічні продукти.

“Ми розробили мистецтво плетіння на атомному та молекулярному рівні, що дає нам новий потужний спосіб маніпулювання матерією з неймовірною точністю для того, щоб досягти унікальних і особливо цінних механічних властивостей, – каже Омар Якхі, науковець-хімік що брав участь у розробці матерії спільно з іншими науковцями з Лабораторії Берклі та Каліфорнійського Університету.

Створені перші ткані матеріали на атомному та молекулярному рівнях
Створені перші ткані матеріали на атомному та молекулярному рівнях

Сітка, взаємне переплетення довгих ниток, це давній спосіб виготовлення тканини, але тільки зараз вона реалізується розширено на хімічних структурах.

Тканини COFs і їх споріднені матеріали, метали органічних каркасів (MOFs), є пористими тривимірними кристалами з надзвичайно великою внутрішньою площею поверхні, яка може поглинати і утримувати великі кількості цільових молекул. Винайдені Якхі, COFs і MOFs складаються з молекул (органічних речовин для COFs і метало-органічних речовин у MOFs), котрі зшиваються у великі і розширені сітчасті рамки, структури яких утримуються разом за допомогою міцних хімічних зв’язків. Такі рамки демонструють велику перспективу, поміж інших програм котрі досліджують зв’язування вуглецю.

“Те що наша система може змінюватись поміж двома станами пружності як в одну, так і в іншу сторони, за допомогою простої операції, означає, що видозміни між цими станами можуть здійснюватися багаторазово без погіршення або зміни структури,” говорить Якхі. “Грунтуючись на цих результатах, нескладно уявити створення молекулярних тканин, матерія яких поєднує в собі одночасно незвичні:

  • пружність;

  • міцність;

  • гнучкість;

  • хімічну мінливість.”

Якхі також зазначив, що метали органічних каркасів (MOFs) можна “вплести” в усі, які тільки можна, сітчасті структури, побудовані на сітчастих рамках. Крім того, ці тканинні структури можуть бути виконані у вигляді наночастинок або полімерів, що означає, що вони можуть бути виготовлені в тонких плівках і електронних пристроях.

Створені перші ткані матеріали на атомному та молекулярному рівнях” width=”284″ height=”300″ /> Створені перші ткані матеріали на атомному та молекулярному рівнях[/caption]

Сетка, взаимное переплетение длинных нитей, это давний способ изготовления ткани, но только сейчас она реализуется на химических структурах.

Ткани COFs и их родственные материалы, металлы органических каркасов (MOFs), являются пористыми трехмерными кристаллами с очень большой внутренней площадью поверхности, могут поглощать и удерживать большие количества целевых молекул. Изобретены Якхи, COFs и MOFs состоят из молекул (органических веществ для COFs и металло-органических веществ в MOFs), которые сшиваются в большие и расширенные сетчатые рамки, структуры которых содержатся вместе с помощью прочных химических связей. Такие рамки демонстрируют большую перспективу, среди других программ которые исследуют связывание углерода.

“То, что наша система может варьироваться между двумя состояниями упругости как в одну, так и в другую стороны, с помощью простой операции, означает, что видоизменения между этими состояниями могут осуществляться многократно без ухудшения или изменения структуры,” говорит Якхи. “Основываясь на этих результатах, несложно представить создания молекулярных тканей, материя которых сочетает в себе одновременно необычные:
упругость;
прочность;
гибкость;
химическую изменчивость. ”

 

Якхи также отметил, что металлы органических каркасов (MOFs) можно “вплести” во все, какие только можно, сетчатые структуры, построенные на сетчатых рамках. Кроме того, эти тканевые структуры могут быть выполнены в виде наночастиц или полимеров, что означает, что они могут быть изготовлены в тонких пленках и электронных устройствах.