Новости химической науки > Пластиковый мотор приводится в действие светом

Химики из Японии разработали поворотный двигатель, приводимый в действие светом, облучающим полимерную пленку.

Пленка, представляющая собой жидкокристаллический эластомер (она состоит из длинных резиноподобных полимерных цепей с инкорпорированными стержнеобразными фрагментами), сжимается и расширяется под действием света. Ультрафиолетовое излучение меняет упаковку жидких кристаллов и заставляет эластомер сжиматься. Облучение полимера видимым светом приводит к расширению полимера.

Облучение ультрафиолетом верхней части меньшего колеса и видимым светом верхней части большего заставляет колеса вращаться. (Рисунок из Angew. Chem. Int. Ed., 2008, DOI: 10.1002/anie.200800760)

Отклик жидких кристаллов на свет обусловлен тем, что в их основе лежат молекулы азобензола, двойная связь азот-азот которых может принимать две различные конфигурации. В обычном состоянии фрагменты азобензола, входящие в состав жидких кристаллов, находятся в транс-конфигурации, однако облучение их ультрафиолетом приводит к переходу в цис-конфигурацию.

Томики Икеда (Tomiki Ikeda) из Института Технологии Токио давно искал способ использования этого эффекта для инициирования светом механического движения. Первоначально исследователи получили цилиндр из жидкокристаллического эластомера, использовав его как передаточный ремень для двух колес, диаметр одного из которых составляет 10 мм, а другого – 3 мм.

Облучив ультрафиолетом верхнюю часть меньшего колеса и видимым светом верхнюю часть большего колеса, исследователи смогли заставить колеса вращаться. В соответствии с наблюдениями, сжатие пленки при облучении ультрафиолетом тянет ленту влево. В верхнем секторе большего колеса (там, где лента эластомера облучается видимым светом) эластомер снова расширяется, что не дает колесам вращаться против часовой стрелки.

Источник:, Angew. Chem. Int. Ed., 2008, DOI: 10.1002/anie.200800760

метки статьи: #новые материалы, #физическая химия, #химия полимеров