Новые кристаллы обладают способностью изменять форму благодаря своей молекулярной архитектуре, пишет eurekalert.org со ссылкой на «Nature Materials». Кристаллы, созданные международной группой исследователей под руководством Си Чена из Городского колледжа Нью-Йорка и его соавторов из Центра перспективных научных исследований кристаллов, могут передавать энергию от испарения в механическое движение.

Таким образом, испарение может быть источником энергии для исполнительных механизмов, искусственных мышц и многих приложения.

В отличие от традиционных кристаллов, которые обычно являются жесткими и хрупкими, новые кристаллы обладают способностью изменять свою форму благодаря своей молекулярной архитектуре. Кристаллы состоят из узора из маленьких пор, которые перемежаются соединяющими гибкими доменами, повторяющимися по всей кристаллической структуре. Поры, проходящие через кристаллы, прочно связываются с молекулами воды.

«Когда испарение вызывает удаление воды из пор, это приводит к сильной деформации всего кристалла через сетчатое соединение. Результирующее изменение формы меняется на противоположное, когда снова вводится водяной пар, – сказал Чен, автор исследования и доцент химического машиностроения в инженерной школе CCNY Grove. – Наши пептидные кристаллы позволяют напрямую наблюдать взаимодействия воды и материала на молекулярном уровне с использованием существующих кристаллографических, спектроскопических и вычислительных методов. Выявленные механизмы срабатывания применимы в более общем плане для конструкций материалов или структур, которые эффективно используют испарение».

Материалы, управляющие этим движением, реагируют на воду или влажность. Эти материалы, которые набухают и сжимаются в ответ на изменение влажности, могут напрямую и эффективно преобразовывать энергию испарения в механическое движение. Эта новая область открывает возможности для доступа к неиспользованному испарению воды в качестве источника энергии, а также для разработки более совершенных приводов и искусственных мышц для современных инженерных систем.