17. yüzyılda Francis Bacon basit bir deneyi anlattı: ışık kıvılcımlarını görmek için karanlıkta sert şekeri kazımak ve kırmak. Bu olaya mekanolüminesans (ML) veya tribolüminesans (TL) denir; bu, malzemelerin öğütme veya kırma gibi mekanik uyarım altında ışık yayması işlemidir. Genellikle, ışıldayan bileşiklerin ML özellikleri, gerçek dünyadaki uygulamalarını sınırlayan katı kristal sistemlerde gözlemlenir.
Artık Okinawa Bilim ve Teknoloji Enstitüsü’ndeki (OIST) araştırmacılar, kristal olmayan malzemelerde makine öğrenimi üretmenin bir yolunu buldular ve mühendislik, endüstriyel güvenlik ve ötesinde yeni bir potansiyel uygulama dalgası getirdiler.
Koordinasyon Kimyası başkanı Profesör Julia Khusnutdinova şöyle açıklıyor: “Kristallerin mekanik olarak uyarılması kırılmalara neden olur. Kristaller hasar gördükçe ve boyutları bozuldukça, aynı zamanda ML özelliklerini de kaybetmeye başlarlar, bu da uygulamalarını büyük ölçüde kısıtlar. Kristallerde ML, yapıya ve paketlenmeye oldukça bağımlıdır, bu da karmaşık tasarım gereksinimleri ekler. Bu nedenle, daha uzun ömürlü lüminesansa sahip amorf ML malzemeleriyle ilgilendik,” diye açıklıyor Koordinasyon Kimyası başkanı Profesör Julia Khusnutdinova ve OIST’de Kataliz Ünitesi.
Yayınlandığı yer Kimya BilimiAraştırmacılar, fotolüminesans özellikleriyle bilinen bir dizi kimyasal bileşikteki potansiyel ML’yi araştırıyor. Bu bileşiklerden ince, kristalsiz filmler ürettiler ve ML’yi, temas ayırma (iki yüzeyi birbirine bastırıp serbest bırakma) ve sürtünme dahil olmak üzere çeşitli yöntemlerle test ettiler.
Ekip, deneyleri aracılığıyla, mekanik uyarımın, elektrifikasyondan dolayı malzemeleri ve çevredeki gazı harekete geçirebilecek lokalize elektrik alanları ürettiğini buldu.
Bileşiklerini koruyucu bir plastik kaplama yoluyla uyararak, fotolüminesans bileşiklerde tahribatsız ML’yi ve bu tür bileşiklerin gelecekteki uyarılara duyarlı malzeme tasarımında vaat ettiğini gösterdiler.
Çalışmanın ilk yazarı Dr. Ayumu Karimata, “Geleneksel olarak kimyagerler, kristal kırılmasının mekanolüminesans yaratmada önemli bir adım olduğunu düşünüyorlardı” diyor.
“Bunun gerekli olmadığını kanıtladık. Bulgularımız, mekanolüminesans malzemeler oluştururken karmaşık kristal tasarımı ve mühendisliğine olan ihtiyacı ortadan kaldırdığı için malzeme biliminde çok çeşitli olasılıkların önünü açıyor.”
