Un equipo de científicos de la Universidad de Waseda en Tokio y Rigaku Corporation descubrió un nuevo tipo de transición de fase estructural de un cristal orgánico, llamada transición de fase fotoactivada.
Hideko Koshima, profesor visitante en la Organización de Investigación de Waseda para Nano & Life Innovation y autor principal de este estudio, dice: "Los mecanismos de transición de fase se usan ampliamente en la memoria, el interruptor y los materiales de actuación, y creemos que este descubrimiento de unla nueva transición de fase tiene potencial tanto para la ciencia básica como para los campos de aplicación "
Su estudio fue publicado en Química de comunicaciones el 20 de febrero de 2019.
inducida por estímulos externos como la temperatura, la presión, los campos electromagnéticos y la luz, una transición de fase estructural es un fenómeno que cambia las propiedades físicas y las funciones de los materiales en estado sólido. Por ejemplo, aleaciones con memoria de forma, que tienen aplicaciones en robóticay en las industrias automotriz, aeroespacial y biomédica, recuperan su forma al calentarse debido a las transiciones martensíticas.En los últimos años, los cristales orgánicos han sido considerados 'candidatos fascinantes' como materiales para actuadores de próxima generación debido a sus propiedades, como su suavidad ypeso ligero
Antes de este estudio, el equipo informó que desarrollaron un cristal mecánico que se dobla con la exposición a la luz, así como un cristal robótico que 'camina y rueda' cuando se calienta y enfría. La actuación de estos cristales puede explicarse respectivamentepor una reacción fotocrómica, conocida como fotoisomerización y transición de fase estructural. Para diversificar los movimientos de tales cristales, los científicos han estado buscando cristales orgánicos que exhiban ambos fenómenos.
Encontrar ese cristal no es tarea fácil y requiere prueba y error. Sin embargo, cuando el equipo estaba estudiando un cristal orgánico llamado cristal de salicilidenamina quiral fotocrómico, no solo descubrieron que este cristal exhibe ambos fenómenos, sino que también descubrieronLa nueva transición de fase estructural.
"Nos topamos accidentalmente con la transición de fase fotoactivada del cristal de salicilideneamina quiral fotocrómica, que exhibe una transición de fase térmica que es reversible al calentar y enfriar", explica el profesor Koshima. "Al irradiar este cristal con luz ultravioleta a -50° C, una temperatura inferior a su temperatura de transición térmica 40 ° C, descubrimos en un análisis cristalográfico de rayos X que el cristal experimenta una transformación idéntica a la de una transición de fase térmica ".
El equipo también aprendió que la transición de fase foto-disparada ocurre debido a la tensión de las moléculas producidas por la fotoisomerización, y Koshima agrega que la transición de fase foto-disparada difiere de una transición de fase foto-inducida, que ha aparecido en otras publicaciones.
"La fase de cristal debido a la transición de fase fotoinducida aparece solo por irradiación de luz, que cambia las propiedades eléctricas y / o magnéticas de los cristales dentro de femto o picosegundos. En la transición de fase foto-disparada, la fase de cristal se disparala luz es idéntica a la de la transición de fase térmica, inducida por el calentamiento, pero única con respecto a su conformación molecular ", dice ella.
Debido a que la transición de fase fotoactivada es inducida por la irradiación de luz y no requiere calentamiento y enfriamiento para que se produzca la transición de fase estructural, los hallazgos del equipo pueden 'conducir a una nueva estrategia para ampliar la aplicabilidad de los sólidos fotosensibles' y contribuirpara la investigación y el desarrollo de sensores, conmutadores, memorias y actuadores de próxima generación que permitan el control remoto y / o la operación local por luz.
El equipo ahora planea medir y evaluar cuantitativamente la magnitud de la deformación del cristal causada por la fotoisomerización, investigar sistemáticamente si la transición de fase fotoactivada ocurre en otros cristales usando materiales informáticos, y aclarar sus condiciones.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Waseda . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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