研究人员开发出首创完全由柔性有机晶体制成的编织材料

纽约大学阿布扎比分校(NYUAD)智能材料实验室(SML)和智能工程材料中心(CSEM)的研究人员将简单、古老的编织技术应用于新认识的有机晶体特性，首次开发出一种独特的编织技术。机织“纺织品”的形式。这些新的织物补片将一维晶体扩展为灵活的、集成的二维平面结构，这些结构非常坚固——比原始晶体强约20倍——并且耐低温。

这些特性赋予它们许多令人兴奋的潜在应用，包括从传感设备到光学阵列的柔性电子产品，以及太空探索中遇到的低温等极端条件。

在《自然通讯》杂志上发表的题为“编织有机晶体”的论文中，纽约大学化学教授兼CSEM主任PančeNaumov和吉林大学的同事证明，有机晶体可以简单地编织成柔性且坚固的斑块，斜纹布和缎纹纹理。

由于有机晶体本质上是柔性材料，研究人员发现这些贴片不仅重量轻，而且对机械冲击具有鲁棒性。它们的抗破坏能力比单个晶体高15倍以上，这反映出这些纠缠结构元件在应对弯曲或其他影响时集体行动的增强。

研究人员还报告说，新型“晶体织物”的热稳定性是柔性晶体的另一个令人印象深刻的资产。虽然热稳定性取决于编织中使用的实际晶体，但其中一些晶体的结晶片在约350oC(–196oC至150oC)的温度范围内保持柔性，这优于许多聚合物或通常在低于玻璃化转变温度时变脆的弹性体。

新的织物保持光学透射性，为构建光波导网络提供了机会，该网络可以通过选择性激光激发组件晶体来执行逻辑运算。研究人员报告了编织晶体的光学阵列，可以执行简单的逻辑功能来证明这一特性。

当有机晶体具有适当的长宽比时，它们可以具有极高的机械柔顺性，并且可以弯曲、卷曲或扭曲。有机晶体的这种反直觉的灵活性可能源于其微弱的分子间相互作用，这种相互作用可以承受大的应力而不断裂。

“几千年来，编织一直被用来生产一系列柔韧的纺织品，但比其组成材料更坚固，耐磨损，并且非常耐用，”Naumov博士说。

“直到最近，有机晶体还被认为是又硬又脆;然而，人们认识到它们可以具有非凡的弹性特性，这改变了这种范式，不仅为其独特的特性添加了新的方面，而且还揭示了一个尚未探索的新方向。材料科学。我们使用晶体作为机织织物基础的新概念开辟了一系列令人兴奋的机会，将这些机织晶体与其他材料相结合，实现无数的技术应用。”