华东理工年夜学传授曲年夜辉、客座传授伯纳德 L 费林加、副传授童非团队,提出了一种无需繁杂装备、可直接机械裁剪有机小份子晶体外形的有用计谋,为开发新型光相应智能质料提供了份子设计新思绪。相干研究近日发表在《美国化学会志》。
有机小份子晶体的外形猜测与精准修筑是质料科学范畴的持久挑战之一。今朝,科研职员可以经由过程预先设计及调控晶格中份子间作使劲,付与晶体必然柔性,并使用多个晶体的组合与组装,形成繁杂形态的晶态质料。然而,晶体自体态状的可控编纂与周详加工问题仍未解决。
为解决此问题,研究团队制备获得了一种可以用平凡铰剪肆意裁剪的有机小份子单晶,可裁剪成三角海浪、半圆海浪、不法则五边形和星形等繁杂外形。裁剪历程无需借助激光刻蚀等手腕,暗语边沿清楚、外貌平整,且无随机碎裂征象。
这类怪异的力学机能源在精良的份子设计。研究团队使用具备立体手性中央的硫酸楚衍生物为修筑单位,经由过程手性引诱的对三木SEO-于称性破缺效应,于原本刚性的晶格中引入动态氢键收集。当晶体遭到外部剪切力作历时,晶格中的动态氢键收集能迅速重构,有用接收并耗散剪切应力孕育发生的能量,进而于宏不雅上维持晶体于剪切历程中的完备性,有用降服了传统有机晶体固有的脆性问题。该晶体还有能抵御由光照激发的内部应力,于履历光化学反映后,依然连结长程有序的布局及完备的宏不雅描摹,并陪同着外貌杨氏模量与硬度等宏不雅物理性子的晋升。
研究图示。图片由研究团队提供-bevictor伟德官网