Quantification of photoinduced bending of dynamic molecular crystals: from macroscopic strain to kinetic constants and activation energies
Notice bibliographique
Résumé
Photomechanically reconfigurable elastic single crystals are the key elements for contactless, timely controllable and spatially resolved transduction of light into work from the nanoscale to the macroscale. The deformation in such single-crystal actuators is observed and usually attributed to anisotropy in their structure induced by the external stimulus. Yet, the actual intrinsic and external factors that affect the mechanical response remain poorly understood, and the lack of rigorous models stands as the main impediment towards benchmarking of these materials against each other and with much better developed soft actuators based on polymers, liquid crystals and elastomers. Here, experimental approaches for precise measurement of macroscopic strain in a single crystal bent by means of a solid-state transformation induced by light are developed and used to extract the related temperature-dependent kinetic parameters. The experimental results are compared against an overarching mathematical model based on the combined consideration of light transport, chemical transformation and elastic deformation that does not require fitting of any empirical information. It is demonstrated that for a thermally reversible photoreactive bending crystal, the kinetic constants of the forward (photochemical) reaction and the reverse (thermal) reaction, as well as their temperature dependence, can be extracted with high accuracy. The improved kinematic model of crystal bending takes into account the feedback effect, which is often neglected but becomes increasingly important at the late stages of the photochemical reaction in a single crystal. The results provide the most rigorous and exact mathematical description of photoinduced bending of a single crystal to date.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».