Os cristais são quebradiços e inelásticos? Uma nova classe de inteligentes, materiais orgânicos cristalinos dobráveis ​​desafiaram essa visão. Agora, cientistas desenvolveram uma estrutura molecular cocristalina macia que se dobra e se torce reversivelmente e sem desintegração quando estimulada por alta temperatura, força mecânica, ou sob luz ultravioleta. Essa qualidade multifuncional o torna um candidato robusto para eletrônica molecular avançada e outros novos materiais, como os autores relataram no jornal Angewandte Chemie .

As estruturas de cristal podem ser bastante elásticas. Essa noção surgiu apenas recentemente, depois que os primeiros cristais moleculares dinâmicos e adaptativos foram relatados dez anos atrás. Cristais que podem dobrar sem desintegração são materiais atraentes em microrrobóticos, eletrônica flexível, e dispositivos ópticos. Agora, uma equipe de cientistas liderada por Naba Kamal Nath no Instituto Nacional de Tecnologia, Meghalaya, Índia, e Panče Naumov na New York University, Abu Dhabi, Os Emirados Árabes Unidos ampliaram um pouco mais os limites dos monocristais. Eles desenvolveram um cristal molecular macio que se torce e se desfaz com o aquecimento e resfriamento, dobra reversivelmente sob a luz ultravioleta, e deforma e reforma em resposta à força mecânica. Além disso, rachaduras nos cristais se curam durante o ciclo térmico, os cientistas notaram.

A cristalinidade dos cristais orgânicos moleculares surge do empacotamento das camadas de moléculas. Essas camadas são mantidas no lugar por interações intermoleculares, como ligações de hidrogênio, interação hidrofóbica, ou interações entre anéis aromáticos. Os cristais preparados por Naumov e Nath continham duas moléculas diferentes, probenecida, um composto de medicamento prescrito para aumentar a excreção de ácido úrico, e 4, 4'-azopiridina, um composto azo heteroaromático que é conhecido por mudar de uma conformação alongada para uma mais curvada quando irradiado por luz ultravioleta. Os cristais únicos formados a partir dessas duas moléculas consistem em camadas 2-D empilhadas em arranjo cruzado.

Aquecimento, então os autores descobriram, causou uma mudança de fase nesta estrutura, um ligeiro rearranjo levando a diferentes ângulos de embalagem. O longo, folha fina de cristal fibrosa torcida. Mas não para sempre. O resfriamento trouxe de volta sua ordem molecular original, e o lençol se endireitou novamente. Além disso, a dobra mecânica era possível sem rachaduras, e a irradiação com luz ultravioleta causou rápida, flexão reversível.

O material não apenas combinou três funcionalidades - torção reversível com aquecimento, flexão elástica induzida por força mecânica, e rápido, flexão reversível sob luz ultravioleta - mas também se curou:os autores relataram que divisões e pequenas rachaduras desapareceram quando o cristal foi alternado entre a temperatura ambiente e temperaturas elevadas.

Esses efeitos representam uma notável multifuncionalidade do cristal orgânico. É, portanto, recomendado como um candidato valioso para semicondutores de estado sólido de próxima geração, eletrônica flexível, e outras tecnologias onde uma combinação de propriedades mecânicas aparentemente contraditórias é desejada.