触摸点亮过冷材料

“过冷”的材料已经被科学家发现的最轻的触摸明朗化了——甚至是生物细胞的重量将触发结晶。一旦在其晶态材料发光在紫外线照射下,可能会发现使用作为一种新型的生物传感器或光学记忆。

材料成为过冷时冷却低于其正常熔化温度没有凝固,逐渐成形。这一现象发生时,有一个缺乏晶体核种子广泛的结晶,并不是特别稀有。例如,水很容易过冷和存在于国家在某些云下降到-40°C,只要水很纯净,无污染物。

材料科学家Jinsang金美国密歇根大学和他的同事们,然而,发现了一个更不寻常的过冷状态。他们的材料可以冷却到一百度低于其正常熔化温度没有固化的134°C,除非它是即使最轻的剪切力,在这种情况下,它立即明朗化了。在这个shear-induced结晶状态,这种物质会发出荧光黄色在紫外线照射下。

“过冷liquid-to-crystal过渡由外部刺激非常敏感,”金说。即使一个活生生的人类细胞可以触发结晶,产生荧光的脚步。”

金和他的同事们发现了他们的偶然而探索一个家庭——特别是那些含有有机非晶态材料diketopyrrolopyrrole(DPP)为核心的分子单元,与烷基侧链,用于电子设备,如发光二极管、太阳能电池。发现有一个特殊的家庭成员,DPP8,形成一个稳定的过冷状态,他们开始调查转变的分子基础。

通过检查其他民进党分子的性质,研究人员得出的结论是,的特性DPP8下来中长侧链,留下一个很小的免费过冷和结晶状态之间的能量差。桥接这个能量差需要非常大的晶体核,所以没有其他刺激DPP8可以保持稳定过冷。一旦剪切力,然而,DPP8分子开始聚集和广泛的结晶开始。

没有剪切力是必要的——任何从一笔声波已经证明引发结晶。金正日认为这种敏感性是承诺的主机应用程序,如生物传感器区分细胞或发光矩阵光学记忆编码信息留下的剪切力。

很多液体可以保持过冷,几乎没有时间或温度限制,和structure-induced荧光性质的变化也是成熟的,”药剂师说Ranko里歇尔美国亚利桑那州立大学。“是什么让这种材料可以稳定,不寻常的是过冷状态,直到摄动剪切力。有可见的组合光学变化和shear-induced结晶使这一个有趣的材料。”