Учёные обнаружили спонтанную хиральность в полимерах

Исследователи обнаружили, что многие сопряжённые полимеры, которые десятилетиями считались структурно нейтральными, могут спонтанно скручиваться в хиральные формы. Это свойство, при котором структуры обладают выраженной «левосторонностью» или «правосторонностью», может открыть путь к созданию нового класса энергоэффективной электроники, вдохновлённой природой.

«Эти новые хиральные спиральные состояния материи буквально скрывались у всех на виду», — заявила профессор Иллинойсского университета Ин Диао.

Исследовательская группа протестировала 34 сопряжённых полимера, растворяя их и постепенно увеличивая концентрацию. Они обнаружили, что примерно две трети полимеров спонтанно формировали хиральные структуры при повышении концентрации в растворе. Учёные связывают это явление с процессом жидкостно-жидкостного фазового разделения.

С помощью машинного обучения исследователи выявили, что полимеры с более длинными молекулярными цепями чаще образуют хиральные сборки. Неожиданным открытием стало то, что наличие атомов кислорода в боковых цепях также способствует хиральному поведению.

«Машинное обучение выявило скрытые закономерности среди десятков сопряжённых полимеров, связав тонкие химические детали с формированием хиральной фазы», — отметил профессор химии Николас Джексон.

Исследователи считают, что это открытие может привести к созданию более эффективных прозрачных проводников для телефонов и солнечных элементов, а также решить проблему перегрева в компьютерных чипах за счёт более эффективного переноса заряда, аналогичного природным системам.