​Ученые лаборатории физико-химических основ фармацевтических материалов Факультета естественных наук НГУ и Института химии твердого тела и механохимии СО РАН экспериментально предсказали и показали пластичность кристаллов кислого малеата L-лейциния, сохранявшуюся при температуре –196 C°.

Этот опыт является первым в мире доказательством возможности сохранения свойств и структуры кристалла органического вещества при экстремально низких температурах. Об эффекте пластической деформации была опубликована статья в журнале Acta Crystallographica Section B: Structural Science, Crystal Engineering and Materials.

— Как правило, кристаллам органических веществ не свойственна пластичность — они хрупкие. Существует целый класс веществ, у которых кристаллы могут менять форму при фото- или термическом воздействии. Несколько лет назад ученые обратили внимание, что при механическом воздействии некоторые кристаллы тоже могут сгибаться — всего было обнаружено несколько десятков таких систем. Мы обнаружили одну из таких систем — кислый малеат L-лейциния (соль малеиновой кислоты и аминокислоты L-лейцина). При исследовании свойств этого кристалла мы охладили его до температуры в 100 К, наблюдая за структурой на дифрактометре, и поняли, что в ней не произошло принципиальных изменений от воздействия низкой температурой. Тогда мы предположили, что свойства кристалла тоже могут оставаться неизменными, — рассказал заведующий ЛабФХОФМ ФЕН НГУ Денис Рычков. По словам ученого, для подтверждения теории кристалл погрузили в жидкий азот и согнули — так при помощи экспериментального метода были обнаружены новые свойства органического вещества.

Осенью 2020 года НГУ и ИХТТМ СО РАН провели Всероссийскую конференцию с международным участием «Горячие точки химии твердого тела: от новых идей к новым материалам», по результатам которой была предложена простая кристаллографическая модель для аномально высокой пластичности кристалла гидромалеата L-лейцина. Статья основана на предыдущих исследованиях и включает описание принципа работы механизма «скользящих слоев», благодаря которому сохраняется пластичность вещества.

Работа новосибирских ученых не только позволяет улучшить понимание феномена высокой пластичности данного вещества при низких температурах, но и предполагает, что другие системы также могут проявлять пластические свойства в экстремальных условиях. Такая разработка может стать толчком для появления нового класса материалов, которые можно будет использовать при крайне низких температурах как на Земле, так и в космосе.

Похожие новости

  • 29/03/2018

    Новосибирские ученые разработали уникальный метод изучения химических реакций в кристаллах

    ​В журнале Royal Society of Chemistry, Chemical Science вышла статья сотрудников и преподавателей кафедры химии твердого тела НГУ и Института химии твердого тела и механохимии СО РАН, посвященная использованию количественных прецизионных измерений изгиба кристалла в ходе фотопревращения при различных температурах для определения кинетических параметров превращения: энергии активации, константы скорости, коэффициента обратной связи и других.
    1598
  • 06/02/2020

    Новосибирские ученые опубликовали единый обзор расчетных методов исследования фазовых переходов органических веществ при высоких давлениях

    ​Исследователи лаборатории физико-химических основ фармацевтических материалов Факультета естественных наук НГУ и Института химии твердого тела и механохимии СО РАН составили единый обзор существующих расчетных методов для исследования фазовых переходов органических веществ при высоких давлениях.
    519
  • 11/03/2019

    Исследования новосибирских ученых попали на обложку международного кристаллографического журнала

    ​Публикация посвящена исследованию кристаллических структур двух соединений при варьировании температуры: молекулярной соли и смешанного кристалла в системе β-аланина и DL-винной кислоты, имеющих одинаковый стехиометрический состав 1:1, но различную кристаллическую структуру.
    1127
  • 08/06/2017

    Ученые СО РАН и Японии вырастили нанотрубки на поверхности искусственных алмазов без графена

    ​Ученые из институтов Сибирского отделения РАН и Университета Тохоку (Япония) создали технологию выращивания углеродных нанотрубок на поверхности искусственных алмазов без добавления графена. Как рассказал ведущий научный сотрудник Института химии твердого тела и механохимии СО РАН Борис Бохонов, метод отличается тем, что алмазы не требуют предварительной обработки, и может использоваться для элементов микросхем и устройств памяти.
    21605
  • 29/04/2019

    Команда российских ученых выдвинула гипотезу о существовании жизни на Венере

    Ученые из Института космических исследований РАН, Института катализа имени Г. К. Борескова СО РАН и НГУ выдвинули гипотезу о существовании жизни на Венере. К таким выводам исследователей привела новая обработка панорамных изображений поверхности Венеры, полученных советскими аппаратами «Венера-9», «Венера-10», «Венера-13» и «Венера-14» в 1975—1982 годах.
    1622
  • 21/10/2019

    Как делают науку в Сибири

    Чем живет сибирская наука? Обычно мы слышим об ученых либо в связи с прорывными и особо интересными открытиями. Либо благодаря созданию новых научных объектов, таких как ЦКП СКИФ. Либо, как это ни печально, из-за каких-либо конфликтов.
    1304
  • 14/03/2019

    Как реализовать возможности российского рынка многокомпонентных материалов

    ​Недавняя новость о том, что из-за международных санкций российские авиастроители не смогут получать из США компоненты, необходимые для выпуска отечественного лайнера МС-21, вызвала бурное обсуждение, так или иначе связанное с проблемой преодоления зависимости от импорта.
    1035
  • 08/12/2016

    Новосибирские химики производят уникальные композитные материалы для сжигания топлива

    ​Специалисты Новосибирского государственного университета и институтов СО РАН создают керамометаллические композитные матрицы на основе порошка алюминия, его оксида и сплавов. Эти уже успешно испытанные материалы обладают уникальными характеристиками, в частности, высокой теплопроводностью, и используются для структурированных катализаторов процессов сжигания и трансформации топлив.
    3186
  • 26/05/2020

    Наука будущего: беспилотник на солнечных батареях, обрывы проволоки и молекулярные ножницы

    Как совмещать открытия в медицине и в космической сфере, чем бактериальная целлюлоза поможет экологии планеты и можно ли излечить от болезни, отредактировав ДНК, — в материале портала "Будущее России.
    571
  • 21/05/2019

    По итогам сочинского форума «Наука будущего — наука молодых»

    ​В Сочи завершились III Международная конференция «Наука будущего» и IV Всероссийский форум «Наука будущего — наука молодых». Мы попросили сибирских ученых, в них участвующих, рассказать, какие проекты они представляли на мероприятиях форума и с какими целями приехали сюда.
    952