x射线粉末衍射显示跳晶体的结构细节
一个国际研究小组已经确认的力,使某些晶体的飞跃,而其他人分割成很多小晶体。研究小组包括来自阿布扎比的科学家,纽约大学,国家材料科学研究所,亚博网站下载亚博老虎机网登录马克斯普朗克研究所固体研究。
水晶跳力量:在PHA分子,含氟有机分子部分,氧和氮都是围绕一个中心钯原子。分子仍然成不同的形式。当开关从阿尔法形式γ形式在342 - 355 k(69 - 82摄氏度)的水晶迅速扩大和大幅增长,导致它跳起来从底层表面。
根据这项研究,材料的结构变化,当温度变化从700年到800°C。最初,有机械张力的增加,快速释放,这使得物质进入空气。
这种现象被称为thermosalient效应,这可能是用于致动器和人工肌肉。另一方面,期间发生的张力结构变化也可以打破晶体。这种现象能使化学反应更高效。
亚博网站下载材料科学家往往受自然系统。一些材料在亚博网站下载植物应对外界刺激,如湿度升高,运动——模仿这些材料的特性可能是有用的设备,如人造肌肉的发展。
Thermosalient晶体可以作为机器人和微型机器的引擎,消除燃料供给和能源的需求。这样的晶体形成的有机金属化合物(phenylazophenyl) palladiumhexafluoroacetylacetonate (PHA)。
在加热到700°C,这些晶体的飞跃,从而有助于flex人造肌肉。国际研究小组发现了导致PHA晶体thermosalient效应的因素。
研究PHA晶体
在他们的研究中,研究人员发现三个未知晶体形式可采用的材料除了两个阶段。到目前为止,PHA是唯一已知的有机金属化合物发生在一系列结构。
thermosalient效应发生在两个阶段之间,称为α(阿尔法)和γ(γ)。单一方向的晶体扩大当PHA变化从一种形式到另一个。
然而,即使这一事实PHA晶体的大小变化明显之间交换时α和γ结构不足以使晶体从电炉在特定温度。这种效应是导致累积的机械张力在晶体结构改变。
Tomče Runčevski从马克斯·普朗克固体研究所解释道:
”达到一定程度后,这种紧张关系然后排放比它快10000倍的结构性变化的thermosalient效应不会发生。”
粉碎成微晶核
这紧张的建立并不总是导致晶体跳,然而,有一些其他影响,可以观察到。
研究人员研究了另一种类型的晶体,系统名称(Z) 4 - (4-bromobenzylidene) 2-methyloxazole-5(4小时)——,缩短研究人员“Z 1”。当使用紫外线照射的晶体化合物,将形成对z 1分子。结构材料的光化学反应的变化,晶体分割成很多小晶体。
“这种反应港口潜在的工业应用的化学过程,例如,因为不像大多数其他的化学反应,他们只在一个方向。”
Tomče Runčevski
这个过程意味着分手的单向性质晶体不会前体的改革变成更大的晶体,使其更加灵活用于化学过程。
与先进的x射线粉末衍射分析晶体结构
斯图加特的研究人员也能够解释的结构微晶产品和更大的前体晶体,因此在地图上标出的结构性变化发生在光化学反应。
这不是一个问题的前兆,它存在于固体晶体的形式,或单晶,揭示其结构和常规x射线晶体学技术。然而,检查结构的粉状产品,科学家们发明了一种新的技巧,也用于分析PHA结构。这项技术是x射线粉末衍射的改良版。
尽管技术用来研究单晶生成三维信息,粉末衍射只给一维信息,使它明显难以重建的三维结构的晶体。然而,研究人员能够改进他们的分析数据,三维数据也可以。
这项技术使得科学家能够详细分析微晶核,包括z 1映射的不同阶段转换晶体结构。
“获得更深的理解它是如何工作的可能帮助我们开发适合实际应用的材料在人造肌肉或执行机构。亚博网站下载”
罗伯特·e·Dinnebier
当材料科学家更好地了解结构转变,他们将能够寻找物质优先效应,同时满足其他条件所需指定的实际应用,无论是资源化学反应或人造肌肉。
引用和进一步阅读
大跳晶体——固体研究所
“光诱导的重建后阶段转换及其对晶体完整性的影响:粉末衍射和理论研究”——Runčevski et al, 2014年《应用化学
“巨大的积极的和消极的热膨胀和thermosalient效应pentamorphic有机金属马氏体”——熊猫等,2014年自然审稿
编译的采访、文章和新闻在去年。yabo214
