Кристалите најчесто се сметаат за крути и кршливи материјали, но некои молекуларни кристали можат да се виткаат, извртуваат и да ја менуваат формата под влијание на светлина. Ново истражување покажува како нивната внатрешна структура им овозможува да издржат значителни деформации без да се скршат.
Тим предводен од Џеј-Шејн Јанг од Националниот тајвански универзитет проучувал кристали изградени од молекуларни сегменти на антрацен, пентаптицен и полуфлуорирани соединенија. Истражувачите откриле дека соседните молекули се поврзуваат во структура налик на мрежа од меѓусебно поврзани ножици.
Кога кристалот се витка, овие молекуларни ножици се отвораат на едната страна и се затвораат на другата. Така, механичкото напрегање се распределува низ кристалот наместо да се концентрира на едно место. Слични структурни промени може да предизвика и светлината, што доведува до значителни деформации.
Механизмот бил следен со рендгенски мерења на свиткани кристали, компјутерски симулации, анализа на единечни кристали и спектроскопија со нуклеарна магнетна резонанца во цврста состојба. Особено важна била анализата на кристал во средината на светлински предизвиканата трансформација, која покажала колку големи се промените во распоредот на молекулите.
Научниците споредиле и повеќе слични кристали со различна должина на полуфлуорираниот сегмент. Малите промени во овој дел довеле до значително различно однесување: некои примероци биле кршливи, еден се движел драматично под влијание на светлина и се распаѓал, додека друг можел еластично да се свитка и да се прошири без да се оштети.
Клучна се покажала почетната положба на молекуларните ножици. Кристалите со порамнотежена можност за отворање и затворање можеле подобро да го приспособат напрегањето. Според авторите, ова сознание може да помогне во создавањето поиздржливи материјали за актуатори, сензори и други минијатурни уреди.
Студијата е објавена во списанието Angewandte Chemie International Edition под наслов „Mechanically Coupled Supramolecular Scissors Govern Photomechanical and Elastic Responses in Molecular Crystals“.
