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CCNY工程师Xi Chen和合作伙伴创造了新的可变形晶体

想象一下利用蒸发作为能源或开发下一代执行器和人造肌肉的广泛应用。这是由纽约市城市学院的Xi Chen及其合作者在CUNY高级科学研究中心领导的国际研究人员团队创造的新可能性,它们可以改变形状的晶体使能量从蒸发转移到机械运动。这项研究发表在《自然材料》杂志上,标题为:“超分子晶体中蒸发诱导的致动的力学见解”。

与通常坚硬易碎的传统晶体不同,新晶体具有改变分子分子结构的形状的能力。晶体由散布在整个晶体结构中重复的连接柔性域的小孔图案组成。贯穿晶体的孔与水分子牢固结合。

“当蒸发导致水从孔中去除时,这会导致整个晶体通过网状连接而发生强制变形。当重新引入水蒸气时,所产生的形状改变会逆转,” Chen的相应作者Chen说。该研究是CCNY格罗夫工程学院的化学工程助理教授。“我们的肽晶体可以通过使用现有的晶体学,光谱学和计算方法在分子水平上直接观察水与物质的相互作用。所揭示的驱动机制更适用于有效利用蒸发的材料或结构设计。”

驱动这些运动的材料称为水响应性或湿度响应性材料。这些材料会随着湿度的变化而膨胀和收缩,它们可以将蒸发中的能量直接有效地转换为机械运动。这个新领域为获取未开发的水蒸发作为能源开辟了可能性,并为现代工程系统开发了更好的执行器和人造肌肉。

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