Большинство химических веществ переходят из одного фазового состояния в другое под действием температуры или давления. Например, чтобы растопить лед, нужно его нагреть или повысить давление вокруг него. Однако некоторые вещества остаются твердыми даже при экстремальных температурах и показателях давления, отмечает Phys.org. К ним относятся так называемые ковалентно сшитые полимеры.
Ученым известно, что такие полимеры можно «запрограммировать» на совершение фазового перехода при воздействии света. Но, к сожалению, это лишь временная трансформация: когда стимул удаляют, материал возвращается к первоначальному состоянию.
Ученые, работавшие под руководством сотрудников Колорадского университета (США), преодолели это ограничение. Они создали два новых полимера, которые меняют агрегатное состояние под воздействием света и остаются в новой фазе даже после его выключения. Один из полимеров из твердого становится жидким, а другой — из жидкого твердым.
Фазовый переход у этих материалов происходит при облучении ультрафиолетовым светом с длиной волны 365 нм в течение пяти минут.
Жидкий полимер содержит особые основания, которые приводят к отвердеванию на свету. Твердый меняет фазу иначе. D ответ на УФ-изучение в нем высвобождается катализатор, который ослабляет химические связи В результате полимер становится жидким. Однаrо применив свет с другой длиной волны, материал вновь можно сделать твердым.
На основе таких материалов можно создавать структуры, часть которых будут жидкой, а часть — твердой. Ученые продемонстрировали этот принцип, напечатав крошечную литографию бизона — символа Колорадского университета. Используя две разные длины света, они создали жидкое изображение на твердом фоне и твердое изображение на жидком фоне. Несмотря на сочетание двух фаз, структура подолгу оставалась стабильной.
По мнению исследователей, их разработка найдет применение во множестве областей, в первую очередь, в 3D-печати.
В китайском городском округе Инчуань откроется крупнейшая в мире фабрика 3D-печати. За год на ней планируется напечатать десятки тысяч тонн продукции. Помимо 12 больших принтеров, здесь будут трудится промышленные роботы.
