دوشنبه 4 آبان 1405

ماده ای که تحت تاثیر نور قرار می گیرد

بر اساس گزارشی از خبرگزاری مهر و به نقل از اینترستینگ انجینرینگ، تیمی از پژوهشگران ژاپنی به ابتکار یک سیستم پلیمری ابرمولکولی دست یافته‌اند که قادر است با تغییر شدت نور، به شکل‌های یک، دو یا سه بعدی تبدیل شود. محققین دانشگاه چیبا باور دارند که این پیشرفت به توسعه نسل نوینی از مواد هوشمند که قابلیت انطباق بالایی دارند، منجر خواهد شد. در واقع، مواد موجود عموماً پس از ایجاد، در یک حالت ثابت باقی می‌مانند.

تحقیقات انجام‌شده به نمایش یک سیستم غیر زیستی پرداخته که عملکرد یا حالت خود را با توجه به میزان انرژی دریافتی تغییر می‌دهد و این خاصیت یادآور ویژگی‌های موجودات زنده است. این پژوهش به دنبال مواجهه با چالش اصلی در علم مواد، یعنی ساخت مونتاژهای مولکولی در حالتی خارج از تعادل (به طوری که این ساختارها از حالت پایدار ترمودینامیکی خود خارج می‌شوند) می‌باشد.

اگرچه تحقیقات قبلی با اتکا بر انرژی خارجی به چنین وضعیت‌هایی رسیدند، اما تعداد معدودی از این سیستم‌ها توانستند به صورت تطبیقی به تغییرات انرژی ورودی واکنش نشان دهند.

پروفسور شیکی یاگای در این راستا بیان می‌دارد: تیم تحقیقاتی ما از مدت‌ها قبل بر روی پروژه‌ای ویژه با هدف کنترل اشکال و ساختارهای مونتاژهای مولکولی در مقیاس‌های نانو و مزوسکال با استفاده از نور فعالیت می‌کرد. اما تا به امروز موفق به کشف سیستمی با ویژگی‌های خارج از تعادل که مشابه موجودات زنده عمل می‌کند و ساختار یا وضعیت آن بر اساس انرژی دریافتی تغییر می‌کند، نشده بودیم.

این نوآوری در طراحی ویژه یک مولکول نهفته است که واحد «آزوبنزن» حساس به نور را با یک هسته «مروسیانین» مبتنی بر اسید باربیتوریک ترکیب می‌نماید. این ترکیب منحصر به فرد در نهایت موجب ظهور مواد چند شکلی فرامولکولی می‌شود که به معنی توانایی در شکل‌گیری انواع مختلف ساختارها بوده و با نور فعال و قابل کنترل است.

در مراحل اولیه، مولکول‌های سنتزی به صورت خودبخود به حالت نانوفیبرهای یک بعدی مارپیچی شکل می‌گیرند. زمانی که این مولکول‌ها تحت نور طبیعی و بدون تغییر قرار می‌گیرند، به صورت طبیعی به ورقه‌های نانو دو بعدی که از نظر ترمودینامیکی پایدارتر هستند، تغییر شکل می‌دهند. در این لحظه، تأثیرات شدت نور آغاز می‌شود.

زمانی که نانوورقه های دو بعدی در معرض نور فرابنفش قرار می‌گیرند، محققان شاهد یک تغییر عمده بودند. در این حالت، ماده به شکل نانوفیبر خطی یک بعدی بازمی‌گردد.

تحقیقات با میکروسکوپ پرسرعت نیرو اتمی (HS-AFM) نشان داد که این تغییر ناشی از ایزومراسیون نوری واحد آزوبنزن است که به نوبه خود پیوندهای هیدروژنی را که ورقه‌های دو بعدی را به هم متصل کرده بودند، مختل کرد.

نکته جالب این است که این تغییرات در حالی رخ داد که برخی بخش‌های خاص از نانو کریستال‌ها به طور خاص در معرض نور قرار داشتند. نکته قابل توجه‌تر این است که زمانی که این نانوورقه‌ها در معرض نور فرابنفش به میزان کمتری قرار گرفتند، سیستم مسیری کاملاً متفاوت را اتخاذ کرد. مشاهدات میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) و AFM نشان می‌دهد که نانوورقه های کوچکتر از هم جدا شدند، در حالیکه نانوورقه های بزرگتر شروع به رشد عمودی کرده و نانوبلورهای پیچیده سه‌بعدی را به وجود آوردند.

این تحقیق فرصت‌هایی را برای تولید نسل جدیدی از مواد هوشمند فراهم می‌آورد، که از سطوح خود ترمیم شونده گرفته تا حسگرهای دینامیک و سیستم‌های انتقال داروهای سازگار و فناوری‌های برداشت انرژی را در بر می‌گیرد که می‌توانند به تغییرات محیطی واکنش نشان دهند.

آخرین اخبار

مدیریت اجساد؛ کلید تعیین هویت و آرامش خانواده‌ها در بحران‌ها

مدیر امور بحران و پدافند غیر عامل و دبیر...

پاکستان گذرگاه مرزی گبد–ریمدان با ایران را پس از یک هفته توقف بازگشایی کرد

به گزارش خبرآنلاین،براساس اطلاعات رسیده ، پاکستان گذرگاه مرزی...

خرید لوازم ورزشی با قیمت مناسب؛ چرا انتخاب فروشگاه اهمیت دارد؟

تصمیم برای شروع ورزش و داشتن فعالیت بدنی منظم،...

نقدعلی: آنچه تعیین‌کننده است، زبان اقتدار است، نه زبان تسلیم

نقدعلی با انتقاد از اصرار برخی بر مذاکره ادامه...

تناقض عجیب درباره ورزشگاه آزادی؛ سرانجام چمن چه زمانی آماده می‌شود؟

کاشت بذر چمن هیبریدی ورزشگاه آزادی، امروز (یکشنبه) در...

نقره بخریم یا صندوق نقره؟ راهنمای انتخاب برای سرمایه‌گذاران

برای ورود به بازار نقره، سرمایه‌گذاران معمولاً دو...

خطر وقوع سیلاب در ۸ استان

سازمان هواشناسی هشدار داد؛...

مسمومیت با دارو‌های بدون نسخه!

هشدار درباره دسترسی آسان...

مسمومیت با داروهای بدون نسخه / هشدار درباره دسترسی آسان به داروها

فلوشیپ سم‌شناسی بالینی بیمارستان لقمان حکیم با اشاره به...

درختان پر بار انار در باغ‌های بهشهر

شرق مازندران یکی از قطب‌های مهم تولید انار در...

۳ سال دوندگی برای حکم هیئت علمی؛ به نام نخبه به کام سفارش‌شده‌ها!

به گزارش خبرنگار مهر، در ادامه پرونده ویژه نخبگان...

روزنامه اصلاح طلب: خروج از NPT پاس گل به امریکاست

به گزارش خبرآنلاین روزنامه آرمان ملی نوشت:...

یک منبع مطلع به تسنیم: خبر پیشنهاد ایران به آمریکا دروغ است

به گزارش خبرآنلاین، یک منبع مطلع به خبرنگار تسنیم...

چرا آمریکا با تحریم قضات به جنگ با دیوان لاهه رفته است؟

یک حقوقدان بین‌المللی با هشدار درباره پیامدهای اقدامات آمریکا...

سودهای میلیون دلاری به قیمت جان مردم!

ماجرای ممنوعیت پرواز هواپیماهای MD از شکست توربین موتور...

تبلیغات متنی