Novi fleksibilen material spremeni porozno naravo, kadar je izpostavljen svetlobi

GOLDEN DRAGON Project NASA Alien SECRET CLEMENTINE CONSPIRACY Documentary 2019 (Julij 2019).

Anonim

Raziskovalci na Inštitutu za integrirane celične materialne znanosti (iCeMS) na Univerzi Kyoto in na Univerzi v Tokiu so razvili svetlobno odziven kristalni material, ki premaga izzive, s katerimi se soočajo v prejšnjih študijah.

Fotokromatične molekule spremenijo svoje elektronske stanja ali kemične strukture, kadar so izpostavljene svetlobi. Lahko igrajo ključne vloge pri razvoju fotorespozivnih materialov, ki bi se lahko uporabljali v sistemih za nadzorovanje sproščanja zdravil ali pa med drugimi aplikacijami razvili dinamične odre za tkivno inženirstvo. Do sedaj pa se je njihova uporaba s trdnimi materiali izkazala za izziv, ker so bili materiali preveč toga, da bi omogočili ponovljive in reverzibilne spremembe.

Susumu Kitagawa iz iCeMS-a, Hiroshi Sato z univerze v Tokiu in njihovi kolegi, so pripravili prožni porozni kristal, sestavljen iz fotorespozivnega derivata ditieniletena, cinkovih ionov (Zn2 +) in 1, 4-benzenzendikarboksilata.

"Polimer porozne koordinacije" je sestavljen iz dvodimenzionalnih listov, ki so povezani s stebri fotorespozicijskih molekul, kar je ustvarilo tridimenzionalni, zapleteni okvir. Raziskovalci primerjajo prepletene sestavne dele z zvitimi kovinskimi žicami in ugankami.

Zaradi fleksibilne narave zapletenega okvira so se kanali spremenili v obliko, ko so bili izpostavljeni svetlobi. Razdalja med obema slojema se je zmanjšala ob ultravijoličnem obsevanju, nato pa se je razširila, ko je bila osvetljena z vidno svetlobo.

Raziskovalci so testirali sposobnost materiala za vnos ogljikovega dioksida (CO2). Ko material ni obseval, je adsorbiral do 136 mililitrov (ml) CO2. Ko so izpostavljeni ultravijolični svetlobi, so se pore zmanjšale, kar je zmanjšalo adsorpcijo CO2 na 108 ml. Ko je bil nato izpostavljen vidni svetlobi, absorpcija CO2 spet naraste na 129 ml. Po ponovnem izpostavljanju ultravijolični svetlobi se je zmanjšala na 96 ml.

Polimerni zapleteni okvir omogoča te reverzibilne in ponovljive spremembe absorpcije CO2; daje prostor za fotorespozivne molekule, da se preoblikujejo, hkrati pa jim omogočajo, da sproščajo svoj sev v fleksibilen material.

Preliminarni testi so pokazali, da porozni kristal lahko pri različnih temperaturah adsorbira tudi druge pline, kot je dušik, vendar je potrebna podrobnejša preiskava.

"Naša strategija bo omogočila dostop do nove dimenzije poroznih spojin kot platform za različne fotokemične konverzije in fotomodulacijo poroznih lastnosti", zaključijo raziskovalci v svoji študiji, objavljeni v reviji Nature Communications.

Inštitut za integrirane celične materialne znanosti (iCeMS) na univerzi Kyoto na Japonskem želi pospešiti integracijo celičnih in materialnih ved, tako tradicionalno močnih področij na univerzi, v edinstveno inovativno globalno raziskovalno okolje. iCeMS združuje biološke znanosti, kemijo, materiale in fiziko za izdelavo materialov za kontrolo mezoskopskih celic in materialov, ki jih navdihuje celica. Takšna gibanja zagotavljajo znaten napredek v medicini, farmacevtskih študijah, okolju in industriji.

menu
menu