Лазер сделал металл-органический каркас непрозрачным

Лазеры в науке, Сделано в России Комментарии к записи Лазер сделал металл-органический каркас непрозрачным отключены

Ученые надеются, что это приблизит появление светового компьютера

ТАСС, 18 мая. Химики выяснили, как превратить металл-органические каркасы (МОК), пористые химические материалы, в основу для ячеек памяти светового компьютера. Об этом пишет пресс-служба Университета ИТМО со ссылкой на статью, которую принял для публикации научный журнал Angewandte Chemie.

«Мы решили: а почему бы не взять серию МОК, которые демонстрируют свойства изменения структуры под внешними воздействиями, будь то давление, температура или какие-либо еще? Мы очень много работали с одним из них, HKUST-1, в области газосорбции, но никто не мог подумать, что его свойства и структура могут быть сильно изменены при воздействии света», – рассказал один из авторов исследования, младший научный сотрудник Университета ИТМО Никита Кулаченков.

Так называемые металлорганические каркасы (МОК) представляют собой полимерные материалы, которые по своей структуре похожи на пчелиные соты. Они состоят из ионов металлов и различных органических соединений. Благодаря этому МОК отличаются высокой пористостью и прочностью. Катализаторы и фильтры на основе МОК уже применяют в промышленности для очистки воздуха от углекислоты или водорода и хранения этих газов.

Химики давно заметили, что размеры сот в подобных структурах могут меняться в широких пределах в зависимости от температуры среды, давления и других физических и химических параметров. Опираясь на это свойство МОК, российские и зарубежные ученые недавно создали

наночастицы, которые могут извлекать воду из воздуха, а также доставлять большие дозы антиоксидантов или лекарств в определенные клетки и ткани тела человека.

Световая память

В своем новом исследовании Кулаченков и его коллеги нашли неожиданное применение для уже существующих структур подобного рода. В ходе работы ученые наблюдали за тем, как меняются свойства тех разновидностей металл-органических каркасов, которые уже широко используются в науке и промышленности, если облучать их сверхкороткими лазерными импульсами.

Как объясняют ученые, за последние годы химики уже создали несколько разновидностей МОК, которые могут взаимодействовать со светом благодаря различным фотохромным веществам, оптические свойства и структура молекул которых могут меняться при взаимодействии со светом. Проблема заключается в том, что такие изменения обычно происходят очень быстро, из-за чего их нельзя использовать как ячейки памяти для световых компьютеров и оптических систем передачи данных.

Химики и из России, Нидерландов и Франции подошли к этой проблеме с другой стороны. Они начали облучать существующие МОК очень короткими вспышками света, наблюдая за тем, изменилась ли их структура и свойства за это время.

Эти опыты показали, что металл-органический каркас HKUST-1, созданный на основе соединений меди и углерода, при облучении короткими импульсами инфракрасного лазера резко становился непрозрачным. Это было связано с тем, что тепловое излучение фактически полностью испаряло всю воду из МОК, меняя его структуру и характер взаимодействий со светом. Через мгновения, если действие лазера прекращается, наночастица заново становится прозрачной, поглощая воду и возвращаясь в исходное состояние.

Весь цикл работы подобной ячейки световой памяти, как отмечает Кулаченков, составляет несколько десятков миллисекунд, что на два-три порядка лучше, чем удавалось достигать другим группам химиков, которые экспериментировали с другими типами МОК. Как надеются ученые, их открытие ускорит создание светового компьютера и позволит разработать новые методики записи и чтения информации при помощи света.

Источник: https://nauka.tass.ru/nauka/8501411

Рекомендуем для Вас


© Интернет журнал "ЛАЗЕРНЫЙ МИР", 2019
Напишите нам:
laser.rf.mail@yandex.ru

Back to Top