В ЮФУ создали полимер, изменяющий свои характеристики под воздействием света
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.
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.
Telegram 
Дзен 
VK Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Японские исследователи выловили у берегов Окинавы пластиковую бутылку с узким горлышком, внутри которой сидел большой живой краб. В итоге ученые смогли найти ответы на несколько возникших в связи с этой находкой вопросов: как краб попал в бутылку, сколько там находился и как ему удалось выжить?
В вакууме космоса два металлических предмета, прижатые друг к другу, могут спонтанно свариться без какого-либо нагрева. Из-за отсутствия кислорода на поверхностях деталей разрушается защитный слой, в результате чего свободные электроны начинают мгновенно перемещаться между ними и соединяют два элемента в один монолит.
Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Самый маленький дневной хищник Африки впервые попал под наблюдение с помощью GPS-трекеров. Ученые выяснили, что для выкармливания птенцов ему нужен участок почти в 14 раз меньше, чем у степной пустельги — ближайшего «рекордсмена» среди изученных птиц.
Терраформировать Марс — то есть превратить в мир, где можно жить без защитных куполов — мечта человечества с того момента, как стало понятно, что это холодная планета с призрачной бескислородной атмосферой. Сейчас главный хедлайнер ее освоения — Илон Маск, компания SpaceX которого планирует первые полеты туда уже в 2028 году. Многие энтузиасты вспоминают слова Маска 14-летней давности: Красную планету надо лишь «подремонтировать», чтобы ходить без скафандра. Но между полетом и прогулками по городу-саду на Марсе лежит огромная пропасть. Пару лет назад Naked Science рассматривал положительный сценарий терраформирования. Пришло время подсчитать, сколько же лет и ресурсов потребуется.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно