Японские исследователи получили органические кристаллы, которые способны менять форму при освещении ультрафиолетом и возвращаться в исходное состояние под действием видимого света. Они показали, что кристаллы способны выдержать более 100 таких циклов без разрушения. Такие материалы могут применяться в устройствах, управляемых светом.
Сначала ученые экспериментировали с прямоугольными образцами, заставляя их менять форму. Потом они создали кристаллы в виде палочек, которые могли изгибаться и выпрямляться в ответ на световое воздействие. Причем такая палочка может манипулировать золотой микрочастицей, чей вес в 90 раз больше.
В середине 1980-х профессор Masahiro Irie из Kyushu University (Фукуока, Япония) придумал органические молекулы, которые меняют цвет под действием света. Изучая монокристаллы, собранные из этих молекул, его группа обнаружила, что они при этом меняют и форму.
Известно, что некоторые полимеры и стекла могут менять форму под действием света. Однако на кристаллах этот эффект наблюдался впервые. Благодаря упорядоченной структуре такие материалы могут оказаться очень полезными для ряда приложений. Основным преимуществом является тот факт, что изменение размеров всегда одно и то же при заданных условиях – длине волны света и его интенсивности, то есть изменения размеров можно очень точно контролировать.
Например, такие кристаллы могут быть интегрированы в жидкостные микрочипы. Там они могут применяться для выдавливания малых количеств жидкостей или регулировать ширину микроканалов. До сих пор такой контроль осуществлялся при помощи электричества, тепла или давления, создаваемых внешними устройствами. Использование света может оказаться намного удобнее, т.к. не требует изготовления специальных электродов и других нетривиальных элементов.
Кристаллы с контролируемой формой могли бы также найти применение в оптоволоконных переключателях нового поколения. В таких системах целесообразно использование микрозеркал, которые могли бы перемещаться под действием светочувствительных кристаллов.
Кристаллы имеют и другие преимущества по сравнению со стеклами и полимерами, т.к. они откликаются на свет намного быстрее и претерпевают более значительные изменения. Переключение прямоугольного кристалла осуществляется за 25 микросекунд, а деформация достигает 7 %. Для стекол изменение длины не превосходит 2 %, а полимеры хотя и могут деформироваться более, чем на 100 %, делают это очень медленно.
Теперь команда исследователей работает над увеличением рабочих циклов, а также пробует получить кристаллы с различными деформационными откликами.
