Polyladderene’ların Yarı İletken Polimerler Oluşturmak İçin Çözülmesi
Moleküller, malzemelerde mekanik gerilme hakkında bilgi verebilir. Bethany Halford tarafından.
Molekülleri bir biçimden diğerine dönüştürmek için ısı veya ışıktan ziyade mekanik kuvvet kullanmak, son on yılda ilgi görerek polimer mekanokimyası alanını oluşturmuştur. Stanford Üniversitesi kimyagerleri, mekanik kuvvete tepki olarak iletken olmayan bir formdan yarı iletkenliğe dönüşen bir polimer oluşturmuşlardır. Gelecekte böyle bir malzeme, mekanik bir kuvvetin bir elektrik sinyaline dönüştüğü dokunma veya işitme hissini taklit etmekte kullanılabilir.
Yan Xia’nın grubu polimeri tasarlamaya çalışırken iki yılını başarısız denemelere harcadı. Bir gün; Xia, Stanford meslektaşı Noah Z. Burns ile Burns’un kendi grubunun sentezlediği ladderane1 lipidlerini gösterdiği sırada sohbet ediyordu. İkisi; bu merdiven benzeri kaynaşmış siklobütanların, Xia’nın öngördüğü polimer için harika bir motif olacağını farkettiler. Mekanik kuvvete maruz kaldıklarında, siklobütanlardaki sigma (σ) bağlarının, poli asetilen gibi sürekli pi (π) bağı oluşturacak şekilde çözülebileceklerini hayal ettiler. Meslektaşları Todd J. Martinez, bilgisayar modellemesi yoluyla bu dönüşümün mekanizmasını incelemek için işbirliğine katıldı.
Çözelti ultrasonik banyoda tutduğunda (sonikasyon2) -mekanik kuvvet uygulamak için ortak bir teknik- oluşturdukları polyladderene (çoklu merdivenimsi) yapı birkaç saniyede şeffaftan maviye dönüşür. Daha uzun süre sonikasyonla materyal koyulaşır ve yarı iletken nanotellerin çözünmeyen bir ağına dönüşür (Science 2017, DOI: 10.1126 / science.aan2797). Örneğin; bu polimer, bir malzemedeki fiziksel gerilimler hakkında bilgi vermek için kullanılabilir.
Urbana-Champaign Illinois Üniversitesi’nde bir mekanokimya öncüsü olan Jeffrey S. Moore, “Bu mekanokimyasal güzelliğin yaratıcı bir işi” diyor. “Keşke bunu kendimiz düşünseydik.”
İlerleyen zamanda, kimyagerler aynı görevi yerine getiren daha basit yapılar yaratmayı umuyorlar. Burns, polyladderene sentezinin halen iyi miktarlarda olduğunu söylüyor. “Ticari uygulamalar yapmak isteseydik, sentezlerimiz mevcut haliyle uygulanabilir olmazdı” diyor. “Bu yüzden, elde edilmesi daha az adım ile mümkün olan daha basit monomerler yapıyoruz”.
1 İki veya daha fazla kaynaşık siklobütan halkasından oluşan hidrokarbonlardır.
2 Bir elektrik sinyalini, bir maddeye yönlendirilebilen fiziksel bir titreşime dönüştürme sürecidir. Genellikle daha ileri inceleme için bileşikleri veya hücreleri parçalamak için yapılır. Titreşim, çözeltiler üzerinde çok güçlü bir etkiye sahiptir ve moleküllerin parçalanmasına ve hücrelerin kopmasına neden olur.
Kaynak : acs.org
