Суперхимия: ученые знают, как сделать жесткие кристаллы эластичными

У кристаллов есть так называемые пористые органические каркасы, которые сформированы легкими органическими молекулами: углерода, кислорода либо азота. Такие структуры имеют пустоты, куда можно встроить любые другие молекулы. Благодаря этому можно создать, например, своеобразный нанофильтр, который сможет эффективно очищать воздух. Но чтобы это осуществить, нужно сделать кристалл эластичным – это позволит ему "раздуться".

Интересно Помощь на расстоянии: каким должно быть современное обслуживание клиентов

Структура кристалла / Фото Wikipedia

Эластичный кристалл

Кристаллическая решетка жесткая, что и делает кристалл жестким. Однако если изменить молекулярную структуру "строительных блоков" этой решетки, то можно достичь ее расширения и эластичности.

• "Суставы" кристаллической решетки, удерживающие вместе молекулы, сформированные ионами.
• Ионы отталкиваются друг от друга, но могут удержаться вместе и не разлететься через окружающие молекулы решетки, с которыми эти ионы взаимодействуют.
• Если использовать "правильные молекулы" для взаимодействия, и вживить их в кристалл, связки ионов и молекул будут нарушены, что приведет к его расширению.

В качестве "правильных молекул" ученые использовали органическое соединение C6H5OH – фенол. Соединение нарушило связи между ионами и молекулами, что повлекло за собой увеличение эластичности и буквальный рост кристалла – за 20 минут он увеличился вдвое. После того, как фенол смыли – размер "подопытного" восстановился.

Исследователи отмечают, что пройдет еще некоторое время, пока они найдут идеальное соотношение между эластичностью и жесткостью кристаллической решетки, которая находится под действием "правильных молекул". Также ученые будут экспериментировать, встраивая молекулы в решетку, чтобы кристалл превратился в фильтр, например для воды.