Kristall‐Adaptronik: Mechanisch rekonfigurierbare elastische und superelastische molekulare Kristalle

Abstract

Mechanisch rekonfigurierbare molekulare Kristalle – geordnete Materialien, die sich an eine Reihe von Umwelt‐ und Betriebsbedingungen durch bewegungsinduzierte Deformation anpassen können – entwickeln sich rasch zu einer neuen Forschungsrichtung in den Materialwissenschaften, genannt: Kristall‐Adaptronik. Eigenschaften wie Elastizität, Superelastizität oder Ferroelastizität, die sonst nur mit anorganischen Materialien verbunden werden, aber auch Formgedächtnis‐ und Selbstheilungseffekte, welche klassisch mit weichen Materialien wie Polymeren in Verbindung gebracht werden, sind zunehmend auch bei molekularen Kristallen zu finden. Nichtsdestotrotz sind die Mechanismen dieser Effekte, ihre Quantifizierung und die Verbindung mit der Kristallstruktur für viele Chemiker und Materialwissenschaftler nicht sofort ersichtlich. Dieser Übersichtsartikel vermittelt einen aktuellen Überblick über elastische, superelastische und ferroelastische molekulare Kristalle – eine Klasse von Materialien, die die Brücke schlagen zwischen weichen und anorganischen Materialien. Die Auffindung und Detektion dieser unkonventionellen Eigenschaften sowie der zugrundeliegenden strukturellen Eigenschaften der damit verbundenen molekularen Materialien werden dargelegt und am Beispiel einiger prominenter Vertreter diskutiert.

FleX: a computer vision program to evaluate strain in flexible crystals

“…Despite crystals being often perceived as hard and brittle, numerous examples exhibit appreciable deformation (Ahmed et al, 2018). The mechanical properties of these crystals are intriguing.…”

A Low‐Temperature‐Resistant Flexible Organic Crystal with Circularly Polarized Luminescence

“…The origin of elasticity can be traced down to the crystal structure, as it has been shown for a number of other elastic crystals. [3,46,47] The molecular structures of S-BPEMP and R-BPEMP are shown in Figures 2a and b, respectively. The crystal structure of S(R)-BPEMP is monoclinic (space group C2) with a single molecule in the asymmetric unit.…”

“…[42,58] Particularly, crystals with plasticity or elasticity were found to have the ability to transduce light information in the highly bent state. [3,59] Recently, Chandrasekar et al has further expanded the application of the concept of crystal flexibility in organic optoelectronic microcircuits. [60,61] The chiral crystal presented in this study combines intense emission and lowtemperature elasticity and provides an opportunity to test the flexible optical waveguide applications under extreme conditions.…”

“…Mechanical flexibility, or the ability of the objects to bend, curl or fold, is one of the most important physical properties that affects the performance of any material, and is crucial for the process of selection and design of materials for practical applications. [1][2][3][4][5] Elastic materials are becoming increasingly sought after materials for devices that are flexible, especially within the realm of the future flexible, compliant electronics, [6][7][8] such as flexible displays, [9][10][11] sensors, [12,13] solar cells, [14][15][16] artificial skin, [17] and soft robots. [18] These applications have traditionally relied upon thin layers of polymers, elastomers or liquid crystals.…”

Design and Synthesis of a New Facile Ligand in a Dual Role: Mechanically Elastic Crystal and Selective Mitochondria Target

“…The bendable organic crystals display plastic (irreversible) distortion under applied stress . Elastic bending of organic single crystals is an unusual phenomenon, only recently described in a few reports. ,,,,,− Therefore, the single organic crystal that can withstand high mechanical flexibility similar to soft materials such as elastomers, thin films, and polymers can be of prime importance for the design of future smart materials.…”