Суперхімія: науковці знають, як зробити тверді кристали еластичними

У кристалів існують так звані пористі органічні каркаси, які сформовані легкими органічних молекул: вуглецю, кисню чи азоту. Такі структури мають пустоти, куди можна вбудувати майже будь-які інші молекули. Завдяки цьому можна буде створити, наприклад, своєрідний нанофільтр, який зможе ефективно очищувати повітря. Та щоб це здійснити, потрібно зробити кристал еластичним – це дозволить йому "роздутися".

Цікаво Допомога на відстані: яким має бути сучасне обслуговування клієнтів

Структура кристалу / Фото Wikipedia

Еластичний кристал

Кристалічна ґратка жорстка, що й робить кристал твердим. Проте, якщо змінити молекулярну структуру "будівельних блоків" цієї ґратки, то можна досягнути її розширення та еластичності. 

• "Суглоби" кристалічної ґратки, які утримують разом молекули, сформовані іонами.
• Іони відштовхуються один від одного, але можуть втриматися разом та не розлетітися через навколишні молекули ґратки, з якими ці іони взаємодіють.
• Якщо використати "правильні молекули" для взаємодії, та вживити їх у кристал, зв'язки іонів та молекул будуть порушені, що спричинить його розширення.

У вигляді "правильних молекул" науковці використали органічну сполуку C6H5OH – фенол. Сполука порушила зв'язки між іонами та молекулами, що спричинило збільшення еластичності та буквальний ріст кристала – за 20 хвилин він збільшився вдвічі. Після того, як фенол змили – розмір "піддослідного" відновився.

Дослідники зазначають, що пройде ще певний час, поки вони знайдуть ідеальне співвідношення між еластичність та жорсткістю кристалічної ґратки, яка перебуває під дією "правильних молекул". Також науковці будуть експериментувати, вбудовуючи молекули у ґратку, щоб кристал перетворився на фільтр, наприклад, для води.