Saklar molekuler yang dikendalikan berbasis remote graphene

skripsi simulasi dinamika molekuler ion Na+ dan protein p53 menggunakan VMD (Juli 2019).

Anonim

Bayangkan sebuah dunia di mana Anda dapat menyesuaikan properti graphene untuk memiliki hasil yang Anda inginkan. Dengan menggabungkan sifat-sifatnya yang unik dengan ketepatan kimia molekuler, para ilmuwan dari Flagship Graphene telah mengambil langkah pertama untuk melakukan hal itu. Dalam makalah mereka yang diterbitkan pada 7 April di Nature Communications, sekelompok ilmuwan Flagship internasional menunjukkan bagaimana mungkin untuk menciptakan perangkat berbasis graphene yang responsif-cahaya, membuka jalan bagi banyak aplikasi termasuk sensor foto dan bahkan memori yang dapat dikontrol secara optik.

Flagship Graphene adalah inisiatif Eropa yang mempromosikan pendekatan kolaboratif untuk penelitian dengan tujuan untuk membantu menerjemahkan graphene dan materi terkait dari lab, melalui industri dan ke masyarakat. Sifat multidisiplin dari karya yang diterbitkan dalam makalah ini, yang dipimpin oleh Prof. Paolo Samorì dari Université de Strasbourg & CNRS di Perancis, difasilitasi oleh Flagship dan pendekatan kolaborasinya, khususnya dengan Prof. Andrea Ferrari dari Cambridge Graphene Center. Sebagaimana Prof. Samorì menjelaskan "unggul dalam penelitian lintas disiplin memerlukan upaya bersama dari kelompok kelompok yang luar biasa dengan keterampilan pelengkap, dan proyek EC Graphene Flagship adalah platform ideal untuk mewujudkan hal ini."

Pekerjaan ini menunjukkan bagaimana, dengan menggabungkan molekul yang mampu mengubah konformasi mereka sebagai hasil dari iradiasi cahaya dengan bubuk grafit, seseorang dapat menghasilkan tinta graphene terkonsentrasi oleh ekstraksi fase cair. Tinta graphene ini kemudian dapat digunakan untuk membuat perangkat yang, ketika terkena sinar UV dan terlihat, mampu beralih foto saat ini dalam mode reversibel.

Makalah ini menunjukkan ide menarik menggabungkan graphene dengan saklar molekuler fotokromik. Di sini para peneliti menemukan bahwa molekul yang ideal adalah 4- (decyloxy) azobenzene. Azobenzena tersubstitusi alkoks yang tersedia secara komersial ini memiliki afinitas tinggi untuk bidang basal graphene, sehingga menghambat penumpukan antar-serpihan. Ketika terkena sinar UV molekul azobenzena ini beralih dari trans ke isomer cis (dengan isomer cis menjadi jauh lebih besar daripada bentuk trans). Yang penting untuk tujuan saklar molekuler, proses ini sepenuhnya dapat dikembalikan oleh paparan sederhana dari sampel ke cahaya putih.

Dengan menyetorkan tinta hibrida graphene-azobenzene ke substrat SiO2 berpola dengan elektroda emas, penulis membuat saklar molekuler termodulasi cahaya. Karena isomerisasi trans ke cis sepenuhnya reversibel oleh aplikasi sederhana cahaya putih, saklar molekul ini juga sepenuhnya reversibel yang merupakan faktor yang sangat penting untuk menciptakan memori yang dikontrol secara optik.

"Makalah ini pada dasarnya memberikan remote control tambahan ke perangkat listrik berbasis graphene hanya dengan paparan cahaya pada panjang gelombang tertentu." Kata Prof. Samorì "Ini adalah langkah pertama menuju pengembangan bahan multikomponen berbasis graphene dan penggunaannya untuk pembuatan perangkat multifungsi - jika Anda membayangkan struktur berlapis-lapis seperti sandwich dengan lembaran graphene dipisahkan oleh beberapa lapisan masing-masing mengintegrasikan sebuah komponen molekuler fungsional yang berbeda. Masing-masing komponen fungsional karenanya menanamkan karakter responsif-responsif baru pada material yang dapat merespon input independen yang berbeda seperti cahaya, medan magnet, rangsangan elektrokimia, dll, yang mengarah ke nanocomposite berbasis graphene multi-responsif. "

"Flagship Graphene selalu tentang kombinasi graphene dan material lain untuk membentuk struktur hibrida baru, " kata Prof Ferrari, yang juga Ketua Panel Manajemen Unggulan. "Karya ini merupakan bukti prinsip yang menarik dari konsep ini dan sifat lintas-disiplin Penelitian Unggulan: Kimia, Fisika, Teknik, Sains Fundamental dan Optik, datang bersama di bawah payung Flagship untuk mengembangkan konsep perangkat baru yang menarik. "

menu
menu