По словам команды, эта мера может быть использована для проверки баз данных материалов для выявления гибких материалов следующего поколения.

Они провели углубленный анализ механизмов, лежащих в основе гибкости кристаллов металлоорганических каркасов (MOF), таких как углекислый газ, и хранят их, а также действуют как фильтры для очистки сырой нефти.

Команда объяснила гибкость крупными структурными перестройками, связанными с мягкими и жесткими вибрациями внутри кристалла, которые сильно связаны с полями деформации.

По словам исследователей, этот анализ открывает двери для инновационных материалов с разнообразным применением в различных отраслях.

MOF черпают свою способность из наличия нанопор, увеличивающих площадь поверхности, что, в свою очередь, делает их способными поглощать и хранить газы. Однако ограниченная стабильность и механическая слабость препятствовали их более широкому применению, что и было решено с помощью новой меры.

Новые результаты, опубликованные в журнале Physical Review B, представляют собой новаторское понимание происхождения механической гибкости. Гибкость кристаллов исторически оценивалась с помощью параметра, называемого сопротивлением модуля упругости деформации, вызванной деформацией, но, напротив, исследование «предлагает уникальную теоретическую меру, основанную на частичном снятии упругого напряжения или деформации». энергии посредством внутренних структурных перестроек при ограничениях симметрии».

Используя теоретические расчеты, команда исследовала гибкость четырех различных систем с различной упругой жесткостью и химическим составом. Результаты показали, что «гибкость возникает в результате крупных структурных перестроек, связанных с мягкими и жесткими вибрациями внутри кристалла, которые сильно связаны с полями деформации».

Новообретенная мера гибкости также способна произвести революцию в материаловедении, особенно в контексте MOF. «Эта теоретическая основа позволяет проверять тысячи материалов в базах данных, обеспечивая экономичный и эффективный способ выявления потенциальных кандидатов для экспериментального тестирования. Разработка сверхгибких кристаллов становится более достижимой, предлагая практическое решение проблем, возникающих при использовании традиционных экспериментальных методов», — сказал профессор Умеш В. Вагмаре из отдела теоретических наук JNCASR.

Потенциальные применения этого исследования выходят за рамки физики, открывая двери для инновационных материалов с разнообразным применением в различных отраслях, заявила команда.