15. oktobra so raziskovalci na tehnološki univerzi Chalmers na Švedskem uspešno ustvarili novo vrsto ultra stabilnega in trpežnega stekla s potencialnimi aplikacijami, vključno z medicino, naprednimi digitalnimi zasloni in tehnologijo sončnih celic. Študija je pokazala, da lahko mešanje več molekul (do osem naenkrat) ustvari material, ki deluje tako dober kot najbolj znana sredstva za oblikovanje stekla.
Steklo, znano tudi kot "amorfna trdna, je material brez urejene strukture na dolge dosege-ne tvori kristalov. Po drugi strani so kristalni materiali materiali z zelo urejenimi in ponavljajočimi se vzorci.
Material, ki ga običajno imenujemo "steklo" v vsakdanjem življenju, večinoma temelji na silicijevem silicijevem dejanju, kozarec pa je mogoče izdelati iz številnih različnih materialov. Zato so raziskovalci vedno zainteresirani za iskanje novih načinov za spodbujanje različnih materialov, da oblikujejo to amorfno stanje, kar lahko privede do razvoja novih očal z izboljšanimi lastnostmi in novimi aplikacijami. Nova raziskava, ki je bila nedavno objavljena v znanstveni reviji "Znanstveni napredek", predstavlja pomemben korak naprej za raziskavo.
Zdaj smo s preprosto mešanjem številnih različnih molekul nenadoma odprli potencial za ustvarjanje novih in boljših steklenih materialov. Tisti, ki preučujejo organske molekule, vedo, da lahko uporaba mešanice dveh ali treh različnih molekul pomaga pri oblikovanju stekla, vendar le redki lahko pričakujejo, da bo dodajanje več molekul doseglo tako odlične rezultate, "je raziskovalna skupina vodila raziskavo. Profesor Christian Müller z oddelka za kemijo in kemijsko inženirstvo univerze ULMS je dejal.
Najboljši rezultati za kateri koli material, ki tvori steklo
Ko se tekočina ohladi brez kristalizacije, se tvori steklo, postopek, imenovan vitrifikacija. Uporaba mešanice dveh ali treh molekul za spodbujanje tvorbe stekla je zrel koncept. Vendar je učinek mešanja velikega števila molekul na sposobnost oblikovanja stekla deležen malo pozornosti.
Raziskovalci so testirali mešanico kar osem različnih molekul perilena, ki imajo samo visoko čvrvesnost-ta značilnost je povezana z lahkoto, s katero material tvori steklo. Toda mešanje številnih molekul skupaj vodi v znatno zmanjšanje krhtinja in tvori zelo močno steklo, ki je nekdanjega z ultra nizko krhtino.
»Krhljivost kozarca, ki smo ga naredili v naši raziskavi, je zelo nizka, kar predstavlja najboljšo sposobnost oblikovanja stekla. Izmerili smo ne le katerega koli organskega materiala, ampak tudi polimerov in anorganskih materialov (na primer razsutega kovinskega stekla). Rezultati so celo boljši od navadnega stekla. Sposobnost oblikovanja stekla je ena najboljših oblikovalcev stekla, ki jih poznamo, "je povedala Sandra Hultmark, doktorska študentka na oddelku za kemijo in kemijsko inženirstvo in vodilna avtorica študije.
Podaljšajte življenjsko dobo izdelkov in rešite vire
Pomembne aplikacije za stabilnejše organsko steklo so prikazane tehnologije, kot so OLED zasloni in tehnologije obnovljivih virov energije, kot so organske sončne celice.
»OLED so sestavljeni iz steklenih plasti lahkih organskih molekul. Če so bolj stabilni, lahko poveča trajnost OLED in na koncu trajnost zaslona, "je pojasnila Sandra Hultmark.
Druga aplikacija, ki bi lahko imela koristi od stabilnejšega stekla, so droge. Amorfna zdravila se hitreje raztopijo, kar pomaga hitro absorbirati aktivno sestavino med zaužitjem. Zato veliko zdravil uporabljajo oblike zdravil, ki tvorijo steklo. Za zdravila je ključnega pomena, da se steklovi material sčasoma ne kristalizira. Bolj kot stabilno je stekleno zdravilo, daljši rok trajanja zdravila.
"Z bolj stabilnim steklom ali novimi materiali za oblikovanje stekla lahko podaljšamo življenjsko dobo velikega števila izdelkov in s tem rešimo vire in gospodarstvo," je dejal Christian Müller.
"Vitrifikacija mešanice Xinyuanperilena z ultra nizko krhkostjo" je bila objavljena v znanstvenem reviji "Science Advances".
Čas objave: dec-06-2021