Conception de polymère conjugué généré mécanochimiquement. (A) Mécanophores CBE isolants connectés aux systèmes π, conçu pour réorganiser la conjugaison continuellement étendue sous la force. (B) CBE thermiquement instables avec des substituants carbone sp2 aux positions 3 et 4. (C) Mécanophore à base de Ladderene, qui subirait des mécano-cycloréversions en tandem pour donner un oligoène conjugué. (D) Acide gras [5]-ladderane naturel (5) de bactéries anammox. (E) Conception de polyladderene mécaniquement actif via ROMP de ladderene. Crédit :(c) Science (2017). DOI :10.1126/science.aan2797
(Phys.org) - Une équipe de chercheurs de l'Université de Stanford a utilisé la force mécanique pour transformer une molécule d'une forme à une autre, d'un état non conducteur à un semi-conducteur. Dans leur article publié dans la revue Science , le groupe décrit le processus qu'ils ont développé et les applications possibles.
Comme le notent les chercheurs, l'utilisation de la force mécanique pour changer une molécule d'une forme à une autre (en forçant leurs liaisons) a été un sujet de recherche populaire au cours de la dernière décennie, menant à un nouveau domaine maintenant connu sous le nom de mécanochimie. Dans ce nouvel effort, les chercheurs ont utilisé une force physique pour "dézipper" un polymère non conducteur, le transformer en semi-conducteur.
Dans leur travail, l'équipe a étudié des morceaux de cyclobutanes pour en savoir plus sur leur structure. Dans leur état naturel, ils existent sous forme de molécule de polyladdérène avec l'aspect d'escaliers menant d'un point bas à un point haut, et des murs qui les maintiennent en place. L'équipe a pensé que s'ils pouvaient séparer les murs, décompresser efficacement l'escalier, ils pourraient le transformer en un polymère à l'aspect en zigzag connu sous le nom de polyacétylène, qui est un semi-conducteur.
Les cyclobutanes ont été placés dans une solution et soumis à des ondes soniques exerçant des forces opposées sur la molécule, l'amenant à se décompresser et à s'étirer en une structure presque plate (en doubles liaisons C =C alternées). Le groupe rapporte que la solution, ce qui était clair au départ, lentement changé en bleu, et est finalement devenu sombre car il était rempli d'un maillage de nanofils. Les chercheurs notent que le matériau pourrait être utilisé comme moyen de mesure des contraintes dans d'autres matériaux. Il pourrait également être utilisé pour imiter les sens humains dans un robot car il est capable d'utiliser une force mécanique pour convertir un matériau en un fil capable de transporter un signal électronique. Mais avant que cela puisse arriver, l'équipe reconnaît qu'il reste encore du travail à faire pour simplifier les structures, tels qu'ils sont actuellement, ils sont trop complexes pour des applications industrielles.
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