Как ИИ изменит нашу жизнь — в специальном проекте Naked Science!
Перейти
  • Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
06.09.2021
ЮФУ
1 507

В ЮФУ создали полимер, изменяющий свои характеристики под воздействием света

4.4

Ученым из Южного федерального университета удалось создать особенный полимер, который изменяет свои характеристики при световом воздействии. Эта разработка будет перспективной во многих областях – от наносенсорики до биомедицины.

В ЮФУ создали полимер, изменяющий свои характеристики под воздействием света / ©Getty images

Металлорганические координационные полимеры (МОК) представляют собой нанопористые материалы нового поколения, позволяющие подбирать размер и функциональность их полостей под конкретные задачи. «За счет наличия экстремально высоких показателей пористости и активной поверхности (один грамм этого вещества имеет площадь больше целого футбольного поля), эти материалы находят свое применение в качестве сорбентов, для разделения газов и их безопасного хранения, а также перспективны для пролонгированной доставки лекарств, повышения чувствительности сенсоров и долговечности нанокатализаторов.

И это лишь несколько примеров областей, где такие «наногубки» признаны перспективной и многообещающей заменой традиционным материалам», – рассказал руководитель проекта и научный руководитель направления Южного федерального университета Александр Солдатов. Однако с ростом числа, качества исследований и разработок в области создания новых материалов повышаются и требования к их свойствам и функциональным характеристикам. В настоящее время особым спросом пользуются так называемые «интеллектуальные материалы» – те, что способны менять свои свойства, реагируя на внешние воздействия.

Одним из таких внешних воздействий может быть свет. Ученые Международного исследовательского института интеллектуальных материалов и Научно-исследовательского института физической и органической химии Южного федерального университета поставили перед собой амбициозную задачу – наделить металлорганические координационные полимеры фотопереключаемыми свойствами, то есть возможностью управления свойствами материала при помощи света.

Для этого в структуру МОК, представляющую собой пористую матрицу, были встроены спиропираны – специальные фотоактивные молекулы, которые под действием света обратимо изменяют свою структуру, что приводит к изменению цвета и объема пор, и, как следствие, оказывают воздействие на свойства и функциональные характеристики самого материала. В ходе проведения междисциплинарного исследования, поддержанного РФФИ, ученым университета удалось синтезировать гибридный фотоактивный материал, в котором молекула спиропирана была прочно зафиксирована в пористой матрице МОК.

«Было обнаружено, что полученные МОК под воздействием света определенной волны могут контролируемо и обратимо изменять структуру. В частности, облучение светом определенной волны увеличивает проводимость материала. Этот эффект может быть использован для создания нового поколения наноразмерных фотопереключателей и элементов памяти для нанофотоники», – отметил Александр Солдатов.

К настоящему моменту исследователями Южного федерального университета отработаны методики создания МОК на основе наночастиц палладия, способных присоединить молекулы спиропиранов. Суперкомпьютерное моделирование позволило глубже понять особенности электронного строения исследуемых уникальных материалов. Сейчас на основе разработанных неразрушающих методик диагностики материала с использованием спектроскопии XANES и установок мега-сайенс (синхротронных центров) ученые завершают детальное исследование всех уникальных характеристик полученных гибридных фотоактивных материалов.

«Созданный МОК с фотопереключаемыми свойствами может быть применен к широкому кругу разработок перспективных функциональных материалов – от наносенсорики, гетерогенных фотокаталитических реакций, включая получение водорода при расщеплении воды и преобразование CO2, применений в качестве элементов фотопереключателей и элементов памяти для нанофотоники и фотоактивных нанореакторов до биомедициских применений», – заключил руководитель проекта. Результаты исследований опубликованы в Inorganica Chimica Acta, Microporous and Mesoporous Materials, Journal of Molecular Modelingvolume.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Южный федеральный университет образован в рамках национального проекта "Образование" распоряжением Правительства Российской Федерации от 23 ноября 2006 года N1616-р (pdf) и приказом Министерства образования и науки Российской Федерации от 4 декабря 2006 года N1447 путем присоединения к Ростовскому государственному университету трех вузов: Таганрогского государственного радиотехнического университета, Ростовского государственного педагогического университета, Ростовской государственной академии архитектуры и искусств.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Позавчера, 14:24
Василий Парфенов

Что такое накопитель энергии? Чем отличается аккумулятор от батареи? В чем настоящее чудо электричества? Вся эволюция человечества тесно связана с нашим умением добывать энергию в разных формах. Но настоящая революция произошла, когда появились технологии преобразования тепла, давления и работы в электричество. Благодаря этому мы научились транспортировать энергию и запасать ее. Дальнейший рост эффективности энергосистем невозможен без накопителей. Naked Science решил разобраться во всех деталях.

10 часов назад
Сергей Васильев

Биологи внесли в ДНК червей гены, кодирующие светочувствительные белки. Это позволило управлять ими при помощи света, заставляя двигаться на зеленый сигнал и останавливаться на красный.

7 часов назад
Ольга Иванова

Загадочная русская душа — не фигура речи, а объективная реальность. Как жили славянские крестьяне зимой, почему в нашей стране такие плохие дороги, из-за чего мы любим «супчики», а европейцы — гамбургеры и фастфуд, откуда взялся стереотип о пьющих русских и почему мы стали употреблять меньше водки, почему мы сначала включаем прибор, а потом читаем инструкцию, отчего наши студенты учат все в последнюю ночь перед экзаменом, зачем нам нет дела до розовых кустов, чем мы отличаемся от китайцев и что нас роднит с японцами. Об этом корреспонденту Naked Science рассказал профессор, доктор исторических наук и старший преподаватель СПбГУ Кирилл Назаренко.

26 ноября
Александра Медведева

Окаменелость крошечного морского червя, жившего 525 миллионов лет назад, разрешила вековой спор об эволюции мозга членистоногих. Исследование показало, что мозг первых членистоногих не был сегментирован, а нервная система головы и туловища эволюционировала независимо.

26 ноября
Мария Азарова

Международный коллектив ученых спрогнозировал наши ежедневные потребности в воде в зависимости от антропометрических, экономических и экологических факторов.

24 ноября
Редакция

Режиссер Илай Сасик (Eli Sasich), вдохновившись классическими научно-фантастическими фильмами «Чужой» и «Бегущий по лезвию», несколько лет назад снял короткометражный фильм «Атропа», который стоит посмотреть, если вы интересуетесь наукой и космическими технологиями.

1 ноября
Анна Новиковская

Когда мы представляем взаимодействие неандертальцев с нашими предками, первобытными людьми, то обычно думаем об агрессивных стычках и конкуренции на охоте. Однако теперь ученые выяснили, что два вида людей взаимодействовали на протяжении как минимум 200 тысяч лет — это слишком долгий срок для активных военных действий, но достаточный для постепенного «растворения» одного вида в другом.

19 ноября
Анна Новиковская

В последний раз черношейного фазанового голубя видели еще в 1882 году, и с тех пор ученые не знали, живет ли еще в лесах острова Фергуссон эта красивая птица. Теперь, наконец, им повезло: одна из камер запечатлела представителя редчайшего подвида фазановых голубей.

24 ноября
Редакция

Режиссер Илай Сасик (Eli Sasich), вдохновившись классическими научно-фантастическими фильмами «Чужой» и «Бегущий по лезвию», несколько лет назад снял короткометражный фильм «Атропа», который стоит посмотреть, если вы интересуетесь наукой и космическими технологиями.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: