像你以前从未见过的水晶:它们很灵活

你已经熟悉了晶体物质 - 想想岩盐或石英

通常,这些材料是硬的,易碎的和非弹性的,并且在撞击或弯曲时不可逆地破裂或破碎

本周发表的新文章描述了一种新型水晶:一种灵活的水晶,甚至可以打结

这一新的发展意味着我们可以考虑超出其现有用途的晶体新应用,例如移动电话和计算机

阅读更多:为什么我们不能像丝网那样强力纺出丝质纱线晶体的特性归因于原子或分子排列的方式;晶体具有无限重复的分子组分

除了定义它们的物理特性外,这些特性还可以产生有用的功能,支持各种现代技术,例如电子产品中的半导体

但这些物理特性也限制了晶体在柔性电子和光学器件等新兴技术中的使用

我们的新论文显示,我们可以在钓鱼线的宽度上长出5厘米长的弹性水晶

这些晶体可以像普通塑料如尼龙或聚乙烯一样可逆地反复弯曲和拉伸

它们没有任何破裂或开裂的迹象

值得注意的是,它们还保留了晶体的有用特性

我们制备的晶体超出了传统上被认为是硬质和软质物质的极限

我们用来制造我们的水晶 - 乙酰丙酮铜(II)的金属络合物不是一种新化合物:它最初是在19世纪晚期制造的

但这是分子相对于晶体形状的排列方式,使其不同

使用澳大利亚同步加速器产生的X射线,我们能够将晶体结构的变化映射到弯曲时的原子水平

我们发现各个分子在弯曲时可逆地旋转,从而允许弹性所需的压缩和膨胀

了解晶体弯曲时分子的运动方式将允许开发更多的例子

虽然我们偶然发现了这些晶体的第一个例子,但我们现在又制作了六个含有相关分子的柔性晶体的例子

在实验室制作这些水晶有点像玩乐高与烹饪一起玩

我们将不同的分子结构单元粘在一个烧瓶中,搅拌后让液体溶剂蒸发,最后得到漂亮的柔韧晶体

因为我们可以在原子水平上控制构建块的化学性质,所以我们还可以在宏观尺度上控制晶体的柔性特性

我们开发的用于测量弯曲过程中晶体变化的方法也可用于探索任何其他晶体的灵活性

鉴于已有数百万种不同类型的晶体已知,还有许多尚待发现,这是令人振奋的前景

阅读更多:周期表从其经典设计到流行文化中使用弯曲晶体会改变其光学和磁性特性,我们的下一步是探索这些光学和磁性响应,以识别新技术中的应用

晶体弯曲的能力具有广泛的影响

例如,当晶体弯曲或扭曲时失去对称性意味着它不再是传统定义的严格晶体

像这样的柔性水晶将产生新的混合和新型智能材料,以响应其环境的变化,如温度,压力或新兴技术的应用,包括飞机和航天器的组件或传感器和电子设备的部件

该研究是昆士兰科技大学和昆士兰大学研究人员的联合研究

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