Супрамолекулярная химия - 8.5.1.Переключающие устройства. Сигналы и информация - 112 - читать

Супрамолекулярная химия(Страница: 112)

Страница: 
112

Супрамолекулярная химия читать 8.5.1.Переключающие устройства. Сигналы и информация 112

Если рассматривавшиеся выше устройства, работающие со специфическими субстратами (фотонами, электронами, ионами), могут быть приведены в действие/отключены за счет внешних оптических, электрических или химических воздействий, то такие устройства могут переключаться между двумя (или более) состояниями, характеризуемыми различными свойствами. Переключающие устройства состоят из двух основных компонентов: триггера (выключателя), активируемого внешним воздействием, и субстрата, то есть переключаемого фрагмента. Устройства должны работать эффективно, обратимо и устойчиво по отношению к усталости.

Субстрат несет информацию, определяемую особенностями его молекулярного распознавания, и генерирует сигнал, который может модулироваться процессом переключения. Как воздействие, вызывающее переключение, так и субстрат, на который оно направлено, могут иметь фотонную, электронную, ионную, магнитную, термическую или механическую природу. Следовательно, возможен целый набор различных переключателей, определяемых парами (субстрат-воздействие), с такими вариантами комбинаций, как опто—фото, опто—электро, электро—фото и т. д.

Ясно, что дизайн переключающих устройств теснейшим образом связан с химией генерации, обработки, передачи, преобразования и регистрации сигналов, т. е. ссемиохимией. Устройство является эффектором, генерирующим сигнал,семиогеном, асубстрат—переносчикомсигнала,семиофором(см. разд.8.1).

Переключение предполагает также существованиемолекулярнойисупрамолекулярной бистабильности, поскольку оно основывается на обратимом переходе молекулярных частиц или супрамолекулярных систем между двумя термически устойчивыми состояниями при наложении заданного внешнего импульса или поля. Бистабильность в изолированных молекулах или в супермолекулах обнаружена в оптических системах, фотохромных[8.229]или термохромных веществах и устройствах, в процессах с переносом электрона или в магнитных процессах[8.239], при внутреннем переносе связанного субстрата между двумя центрами связывания битопного рецептора (см. разд.4.1,а также рис.33) [6.77].Бистабильность полимолекулярных систем имеет супрамолекулярную природу. Примерами могут служить фазовые или спиновые переходы, протекание которых предполагает существование ансамблей взаимодействующих частиц.

Мультистабильностьприсутствует в системах, способных к переходам между более чем двумя состояниями, таких как полиядерные мультивалентные комплексы или политопные рецепторы, в которых один (или более) субстрат может занимать несколько различных центров связывания и переходить между ними.

Молекулярный гистерезиснаблюдается тогда, когда переходы между состояниями при смене знака наложенного внешнего импульса или поля не повторяют в точности тот же путь [8.240а,8.241]. Петля гистерезиса была получена, например, при электрохимическом переходе между окислительно-восстановительными состояниями биядерного комплекса металла; она обусловлена переключением между двумя различными центрами связывания [8.240Ь]. Представляют интерес для записи и обработки информации также системы со спиновыми переходами[8.241b];для спинового перехода в полимерном комплексе железа наблюдался термический гистерезис при комнатной температуре [8.241с].

Медиа

See video
Видео
Химический элемент - это вид атомов, характеризующийся определенными зарядами ядер и строением электронных оболочек. В настоящее время известно 110 элементов:...
02.04.2013 | 6:58
3,062
See video
Видео
Сервис Нигма-Химия и многие функции Нигма-математики не имеют аналогов ни в России, ни в мире.Начиная с 2009 года, Нигма разрабатывает интеллектуальную...
02.04.2013 | 6:58
3,684
See video
Видео
Основным источником этанола является нефтехимический синтез, использующий реакцию, гидратации этилена в присутствии различных катализаторов. Известны также...
02.04.2013 | 6:58
3,216