「會跳舞的水晶」遇光就爆炸!科學家揭密光敏晶體的奇幻特性
科技
04-12
美國辛辛那提大學的化學家們正在研究一種特殊的人造晶體,這些晶體在光照下會產生令人驚奇的反應——彎曲、扭轉、彈跳,甚至爆炸!這項突破性研究可能為氧氣安全系統和未來太空旅行帶來革命性應用。
由安娜·古德蒙斯多蒂爾教授領導的研究團隊,最近獲得美國國家科學基金會55萬美元(約新臺幣1700萬元)的經費支援,專門探究這些「光爆炸晶體」的奧秘。由於這個領域尚屬前沿,研究團隊的每個新發現都在開創科學新頁。
「我們正在研究晶體遇光時的反應機制,能讓它們跳躍、爆炸或跳舞,這些現象真的太神奇了!」古德蒙斯多蒂爾教授興奮地說。研究發現,晶體內部分子排列方式的不同,會導致它們對光產生截然不同的反應。
博士研究生費歐娜·沃森表示:「最令我著迷的是,相同的分子竟能形成結構完全不同的晶體。」實驗中,有些晶體在光照下兩端會彎曲,產生足以舉起自身重量數百倍物體的力道;有些則會扭轉超過360度形成螺旋狀;更有晶體會像墨西哥跳豆一樣從顯微鏡載玻片上彈跳起來。
研究團隊特別建造了暗房實驗室,使用可調式紅光配合顯微鏡攝影,詳細記錄這些微型晶體的「光舞秀」。大學生班·米勒透過實驗發現,這些晶體不僅對光敏感,用微型鑷子施加機械力也能操控它們的形變。「最酷的是它們彎曲後能完全恢復原狀,表面完全不會受損,這在晶體中非常罕見!」米勒說。
古德蒙斯多蒂爾教授指出,某些晶體在釋放氮氣後就失去活性,但有些卻能反覆變形,這為開發光碟機動人工肌肉纖維和感測器致動器帶來可能。更令人振奮的是,某些晶體在光照下會釋放氧氣,未來或可應用於航空器艙壓異常時的輕量化氧氣供應系統。
「太空中有充足的光源,這項研究對未來太空探索極具潛力,」沃森充滿期待地說:「我們才剛揭開這個領域的序幕,還有太多未知等待發現。」