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(noticias nanowerk) Al aplicar técnicas de tejido antiguas y simples a propiedades recientemente reconocidas de cristales orgánicos, investigadores del Smart Materials Lab (SML) y el Centro de Materiales de Ingeniería Inteligente (CSEM) de NYU Abu Dhabi (NYUAD) han desarrollado por primera vez un forma de “textil” tejido. Estos nuevos parches de tela expanden cristales unidimensionales en estructuras planas bidimensionales, integradas y flexibles que son increíblemente fuertes (aproximadamente 20 veces más fuertes que los cristales originales) y resistentes a bajas temperaturas.
Estas propiedades los abren a una variedad de aplicaciones potenciales interesantes, incluso en electrónica flexible que va desde dispositivos de detección hasta matrices ópticas, así como en condiciones extremas, como las bajas temperaturas que se encuentran en la exploración espacial. En su artículo en la revista comunicación de la naturaleza (“Cristales orgánicos tejidos”), Panče Naumov, profesor de química de la NYUAD y director del CSEM, y colegas de la Universidad de Jilin muestran que los cristales orgánicos se pueden tejer fácilmente en parches flexibles y resistentes con texturas suaves, de sarga y satinadas.
Como los cristales orgánicos son materiales naturalmente flexibles, los investigadores descubrieron que los parches no sólo son ligeros sino también resistentes al impacto mecánico. En comparación con los cristales individuales, son más de 15 veces más resistentes a la falla, lo que refleja el mayor efecto colectivo en respuesta a la flexión u otros impactos en estos elementos estructurales entrelazados.
Los investigadores también informan que la estabilidad térmica del nuevo «tejido cristalino» es otra ventaja impresionante de los cristales flexibles. Si bien la estabilidad térmica depende de los cristales reales utilizados en el tejido, las regiones cristalinas de algunos de estos cristales permanecen flexibles en un rango de temperatura de aproximadamente 350 °C, entre -196 y 150 °C, que es superior a muchos polímeros o elastómeros. Temperatura de transición vítrea. frágil.
El nuevo tejido sigue siendo ópticamente transparente y ofrece la posibilidad de construir redes de guías de ondas ópticas que pueden realizar operaciones lógicas mediante la excitación láser selectiva de los cristales componentes. Como demostración de esta propiedad, los investigadores describen disposiciones ópticas de los cristales trenzados que pueden realizar funciones lógicas simples.
Cuando los cristales orgánicos tienen la relación de aspecto correcta, pueden ser extremadamente flexibles mecánicamente y pueden doblarse, rizarse o torcerse. Esta flexibilidad contraria a la intuición de los cristales orgánicos probablemente se deba a sus débiles interacciones intermoleculares, que pueden soportar grandes tensiones sin romperse.
«Durante miles de años, el tejido se ha utilizado para producir una variedad de textiles que son flexibles pero más fuertes que sus partes constituyentes, resistentes a la abrasión y el desgaste, y notablemente duraderos», dijo el Dr. Naumov. “Hasta hace poco, los cristales orgánicos se consideraban rígidos y quebradizos; Sin embargo, la constatación de que pueden tener propiedades elásticas extraordinarias ha cambiado este paradigma, no sólo añadiendo una nueva faceta a sus propiedades únicas, sino también revelando una nueva dirección inexplorada en la ciencia de los materiales. Nuestro nuevo concepto de utilizar cristales como base para un tejido abre posibilidades interesantes para combinar estos cristales tejidos con otros materiales para innumerables aplicaciones tecnológicas”.
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