Sanjukta Mondal tərəfindən , Phys.org

Sadie Harley tərəfindən redaktə edilib , Robert Egan tərəfindən nəzərdən keçirilib

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Tədqiqatçılar həm yüksək, həm də kriogen temperaturlarda elektrostatik dartma yolu ilə öz-özünə bərpa olunan üzvi bir kristal hazırladılar. Mənbə: Nature Materials (2025). DOI: 10.1038/s41563-025-02411-7

Əksər molekulyar hərəkətin dayandığı temperaturda müəyyən üzvi kristallar öz-özünə sağalma səyahətinə başlayır.

Çinin Jilin Universitetinin tədqiqatçıları tərəfindən aparılan bir araşdırmada PBDPA adlanan şəffaf, narıncı, lövhə formalı üzvi kristallar inkişaf etdirilib. Temperatur düşdükcə kövrəkləşən əksər materiallardan fərqli olaraq, PBDPA kristalları heç bir xarici kömək olmadan kriogen temperaturda öz-özünə sağalır və orijinal optik şəffaflığının 99%-ni bərpa edir.

Dipol-dipol qarşılıqlı təsirləri ilə idarə olunan sağalma prosesi fermuarın bağlanmasına bənzəyirdi. Çatlara səbəb olan mexaniki gərginlik aradan qaldırılan kimi iki səthin ən yaxın olduğu nöqtələr əvvəlcə sağalmağa başlayırdı. Bu, qonşu bölgələri daha da yaxınlaşdıraraq molekulların yenidən düzülməsinə və kristalın tədricən sağalmasına imkan verirdi.

Kristallar həm ətraf mühit temperaturunda (298 K), həm də yüksək temperaturda (423 K-yə qədər) sınıqlarını bərpa edə bilir. Geniş temperatur diapazonunda özünü bərpa etmə qabiliyyəti, həddindən artıq soyuq və isti dalğalanmalarına məruz qalan cihazların istismar xərclərini azalda və ömrünü uzada bilər.

Tapıntılar Nature Materials jurnalında dərc olunub .Oyna

00:00

00:20SəssizParametrlərPIPTam ekrana daxil olun

Oyna(001) müstəvisinə paralel uzununa qüvvənin tətbiqi PBDPA kristallarının sağalmasına səbəb olur. Mənbə: Nature Materials (2025). DOI: 10.1038/s41563-025-02411-7

Soyuq axını dayandırır

Materiallar dəyişkən təzyiq və temperatur şəraitinə məruz qaldıqda mexaniki zədələnməyə meylli olurlar. Bu parçalanma kriogen və ya ultra aşağı temperaturlarda kəskin şəkildə sürətlənir, burada molekulyar hərəkət yavaşlayır və materiallar ciddi şəkildə zəifləyir və kövrəkləşir, bu da onların yorğunluğa və zədələnməyə qarşı müqavimətini əhəmiyyətli dərəcədə azaldır.

Aerokosmik, dərin dəniz tədqiqatları və qütb tədqiqatları sahəsindəki avadanlıqlar müntəzəm olaraq bu ekstremal şəraitə məruz qalır, buna görə də onlara tab gətirə bilən materialların dizaynı təmir və dəyişdirmə xərclərini azalda bilər.

Materiallar tədqiqatından irəli gələn perspektivli bir yanaşma, xarici müdaxilə olmadan zədələnmədən qurtula və orijinal xüsusiyyətlərini bərpa edə bilən öz-özünə bərpa olunan materiallardır. Öz-özünə bərpa uzun illərdir öyrənilsə də, əksər irəliləyişlər çatları doldurmaq üçün “axan” molekullara əsaslanan polimerlər və gellər kimi yumşaq materiallara yönəlmişdir. Lakin daha aşağı temperaturda bu mexanizm işləmir.Müxtəlif temperaturlarda PBDPA kristallarının quruluşu və öz-özünə bərpası. Müəllif: Nature Materials (2025). DOI: 10.1038/s41563-025-02411-7

Kiçik molekulyar maqnitlər sağalmanı sürətləndirir

Bu tədqiqatın tədqiqatçıları, öz-özünə sağalma qabiliyyəti göstərən kristallar kimi struktur olaraq nizamlanmış üzvi molekulların nümunələrinə rast gəldilər və buna görə də onların xüsusiyyətlərini sınamaq qərarına gəldilər.

İlk addım iki əsas kimyəvi maddəni: 2,2′-(1,4-fenilen)diasetonitril və 4-(difenilamino)benzaldehidi qarışdırmaqla PBDPA kristallarının sintezi idi.

Kristalları əldə etdikdən sonra, komanda müxtəlif temperaturlarda onlarda çatlar əmələ gətirdi və atom miqyaslı çözünürlüyə malik mikroskopdan istifadə edərək sağalma prosesini müşahidə etdi.

Kristallar iki fərqli sağalma rejimi göstərdi. Qırılmış səthlər arasındakı boşluq kiçik olduqda, kristal demək olar ki, dərhal bir-birinə yapışdı. Boşluq daha geniş olduqda, sağalma fermuarlama prosesi vasitəsilə daha yavaş baş verdi. Elektrik xəritələşdirməsi bu təmir hərəkətlərinin kristalın molekulyar təbəqələri arasındakı güclü elektrik qüvvələri ilə işlədiyini göstərdi.

PBDPA kristalında hər bir molekul qütblüdür, yəni müsbət və mənfi ucu var və bu da daimi dipol adlanan bir fenomenə səbəb olur. Hər bir kristal təbəqəsində bütün molekullar eyni istiqamətdə, növbəti təbəqədəkilər isə əks istiqamətdə işarə edir. Bu alternativ düzülüş təbəqələr arasında güclü bir cazibə yaradır və molekullar mükəmməl şəkildə yenidən düzülənə qədər çatlamış səthləri bir-birinə çəkir.

Kristallar boşluqları doldurmaq və çatları sağaltmaq üçün axan molekullara etibar etmədikləri üçün, ətraf mühit şəraitindən maye azota və 423 K-yə qədər geniş temperatur diapazonunda öz-özünə sağalma nümayiş etdirdilər.

Tədqiqatçılar qeyd edirlər ki, bu nəticələr materialların donma şəraitində özünü bərpa etməyə mane olan təbii məhdudiyyətləri aradan qaldıra biləcəyini olduqca aydın şəkildə göstərib. Oxşar davranışa malik yeni materialların araşdırılması ekstremal şəraitdə uzun müddət etibarlı şəkildə işləyə bilən sistemlərin inkişafına gətirib çıxara bilər.

Müəllifimiz Sanjukta Mondal tərəfindən sizin üçün yazılmış, Sadie Harley tərəfindən redaktə edilmiş və Robert Egan tərəfindən faktlar yoxlanılmış və nəzərdən keçirilmişdir — bu məqalə diqqətli insan əməyinin nəticəsidir. Müstəqil elmi jurnalistikanı yaşatmaq üçün sizin kimi oxuculara güvənirik. Bu reportaj sizin üçün vacibdirsə, xahiş edirik ianə etməyi düşünün (xüsusilə aylıq). Təşəkkür olaraq reklamsız hesab əldə edəcəksiniz .

Daha çox məlumat: Çenqde Dinq və digərləri, Kriogenik olaraq öz-özünə sağalma qabiliyyətinə malik üzvi kristallar, Təbiət materialları (2025). DOI: 10.1038/s41563-025-02411-7

Jurnal məlumatları: Təbiət materialları 

© 2026 Science X Network