Pe 15 octombrie, cercetătorii de la Chalmers University of Technology din Suedia au creat cu succes un nou tip de sticlă ultra-stabilă și durabilă, cu aplicații potențiale, inclusiv medicamente, ecrane digitale avansate și tehnologie de celule solare. Studiul a arătat că modul de amestecare a mai multor molecule (până la opt la un moment dat) poate produce un material care funcționează la fel de bun ca cei mai buni agenți de formare a sticlei cunoscuți în prezent.
Sticla, cunoscută și sub denumirea de „amorfă solidă”, este un material fără o structură ordonată de lungă durată-nu formează cristale. Pe de altă parte, materialele cristaline sunt materiale cu modele extrem de comandate și repetate.
Materialul pe care îl numim de obicei „sticlă” în viața de zi cu zi se bazează mai ales pe silice, dar sticla poate fi confecționată din mai multe materiale diferite. Prin urmare, cercetătorii sunt întotdeauna interesați să găsească noi modalități de a încuraja diferite materiale care să formeze această stare amorfă, ceea ce poate duce la dezvoltarea de noi ochelari cu proprietăți îmbunătățite și aplicații noi. Noua cercetare publicată recent în revista științifică „Science Progress” reprezintă un pas important înainte pentru cercetare.
Acum, prin simpla amestecare a multor molecule diferite, am deschis brusc potențialul de a crea materiale de sticlă noi și mai bune. Cei care studiază moleculele organice știu că utilizarea unui amestec de două sau trei molecule diferite poate ajuta la formarea sticlei, dar puțini se pot aștepta ca adăugarea mai multor molecule să obțină rezultate atât de excelente ”, a condus echipa de cercetare. A spus profesorul Christian Müller de la Departamentul de Chimie și Inginerie Chimică a Universității ULMS.
Cele mai bune rezultate pentru orice material de formare a sticlei
Când lichidul se răcește fără cristalizare, se formează sticlă, un proces numit vitrificare. Utilizarea unui amestec de două sau trei molecule pentru a promova formarea sticlei este un concept matur. Cu toate acestea, efectul amestecării unui număr mare de molecule asupra capacității de a forma sticlă a primit puțină atenție.
Cercetătorii au testat un amestec de până la opt molecule de perilenă diferite, care au doar o brățară ridicată-această caracteristică este legată de ușurința cu care materialul formează sticlă. Dar amestecarea multor molecule împreună duce la o reducere semnificativă a fragilității și formează un pahar foarte puternic, cu o fragilitate ultra-scăzută.
„Grătescul paharului pe care l-am făcut în cercetarea noastră este foarte scăzut, ceea ce reprezintă cea mai bună abilitate de formare a sticlei. Am măsurat nu numai orice material organic, ci și polimeri și materiale anorganice (cum ar fi sticla metalică în vrac). Rezultatele sunt chiar mai bune decât sticla obișnuită. Capacitatea de formare a sticlei din sticlă este unul dintre cei mai buni formatori de sticlă pe care îi cunoaștem ”, a spus Sandra Hultmark, studentă la doctorat în Departamentul de Chimie și Inginerie Chimică și autorul principal al studiului.
Extindeți durata de viață a produsului și economisiți resurse
Aplicații importante pentru sticla organică mai stabilă sunt tehnologii de afișare, cum ar fi ecranele OLED și tehnologiile de energie regenerabilă, cum ar fi celulele solare organice.
„OLED-urile sunt compuse din straturi de sticlă de molecule organice care emit ușor. Dacă sunt mai stabile, poate crește durabilitatea OLED și, în final, durabilitatea afișajului ”, a explicat Sandra Hultmark.
O altă aplicație care poate beneficia de o sticlă mai stabilă este medicamentele. Medicamentele amorfe se dizolvă mai repede, ceea ce ajută la absorbția rapidă a ingredientului activ atunci când sunt ingerate. Prin urmare, multe medicamente utilizează forme de droguri care formează sticlă. Pentru medicamente, este vital ca materialul vitros să nu se cristalizeze în timp. Cu cât este mai stabil drogurile sticloase, cu atât durata de valabilitate a drogului.
„Cu mai multe materiale de formare a sticlei mai stabile sau din sticlă nouă, putem prelungi durata de viață a unui număr mare de produse, economisind astfel resurse și economie”, a spus Christian Müller.
„Vitrificarea amestecului Xinyuanperylene cu o brettalie ultra-scăzută” a fost publicată în revista științifică „Science Avans”.
Timpul post: 06-2021 DEC