Кристаллы из сахара показали жесткость, близкую к алюминию
Кристаллы муциновой (галактаровой) кислоты, выращенные из водного раствора, продемонстрировали рекордную жесткость для органических кристаллов.
Жесткость — это мера сопротивления материала деформации под внешней силой. Обычно жесткими считаются металлы или керамика, а не органические молекулы, такие как сахар. Однако, как показало исследование, плотная сеть водородных связей способна сделать органические кристаллы ультражесткими.
Международная группа ученых исследовала кристаллы муциновой кислоты с помощью алмазного наконечника. Они обнаружили, что необычно высокая плотность материала в сочетании с обширной сетью водородных связей придает кристаллам исключительную жесткость. Модуль Юнга на самой прочной грани (100) составил 50,25 ГПа.
Это значение является рекордным для органических кристаллов, измеренных данным методом. Жесткость кристаллов муциновой кислоты приближается к жесткости чистого алюминия (~70 ГПа), при этом они значительно легче.
Исследователи выращивали высококачественные кристаллы, позволяя водному раствору кислоты медленно испаряться при комнатной температуре. Их механические свойства измерялись методом наноиндентирования, когда алмазный наконечник вдавливается в поверхность кристалла.
Муциновая кислота широко используется в фармацевтической и пищевой промышленности. Открытие ее исключительных механических свойств открывает новые возможности для создания прочных и легких материалов в инженерии и фармацевтике. Поиск других ультражестких органических кристаллов может привести к разработке новых классов инженерных материалов.
Результаты исследования были опубликованы в журнале Chemical Science.
0 комментариев