» » » Созданы первые тканые материалы на атомном и молекулярном уровнях

Созданы первые тканые материалы на атомном и молекулярном уровнях

размещено в: Новости | 0

Существует много путей для создания наноматерий, однако способ «ткачества» старейший и наиболее устойчивый способ изготовления ткани, не был одним из них до сих пор. Международное сотрудничество специалистов, которое велось Департаментом энергетики США (Doe’s) в Национальной Лаборатории Лоуренс Беркли (Лаборатория Беркли) и Калифорнийском университете (UC) Беркли, достигла сплетения первых трехмерных ковалентных органических каркасов (COFs) из спиральных волокон органического происхождения.

Ткани COFs обладают при этом значительными преимуществами в структурной гибкости, устойчивости и оборачиваемости по сравнению с предыдущими COFs — материалами, качественные характеристики которых ценятся за их потенциал улавливания и хранения углекислого газа, с последующим превращением их в ценные химические продукты.

«Мы разработали искусство плетения на атомном и молекулярном уровне, что дает нам новый мощный способ манипулирования материей с невероятной точностью для того, чтобы достичь уникальных и особо ценных механических свойств, — говорит Омар Якхи, ученый-химик принимавший участие в разработке материи совместно с другими учеными из Лаборатории Беркли и Калифорнийского Университета.

 

Созданы первые тканые материалы на атомном и молекулярном уровнях
Созданы первые тканые материалы на атомном и молекулярном уровнях

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.