15. oktober har forskere ved Chalmers University of Technology i Sverige med hell laget en ny type ultra-stabilt og holdbart glass med potensielle applikasjoner inkludert medisin, avanserte digitale skjermer og solcelleteknologi. Studien viste at hvordan man kan blande flere molekyler (opptil åtte om gangen) kan produsere et materiale som fungerer like bra som de beste glassformingsmidlene som for øyeblikket er kjent.
Glass, også kjent som "amorf faststoff", er et materiale uten et bestilt struktur med lang rekkevidde-det danner ikke krystaller. På den annen side er krystallinske materialer materialer med høyt bestilte og gjentatte mønstre.
Materialet vi vanligvis kaller "glass" i dagliglivet er mest basert på silika, men glass kan lages av mange forskjellige materialer. Derfor er forskere alltid interessert i å finne nye måter å oppmuntre til forskjellige materialer til å danne denne amorfe tilstanden, noe som kan føre til utvikling av nye briller med forbedrede egenskaper og nye applikasjoner. Den nye forskningen som nylig ble publisert i det vitenskapelige tidsskriftet "Science Advances", representerer et viktig skritt fremover for forskningen.
Nå, ved å bare blande mange forskjellige molekyler, åpnet vi plutselig potensialet for å skape nye og bedre glassmaterialer. De som studerer organiske molekyler vet at bruk av en blanding av to eller tre forskjellige molekyler kan bidra til å danne glass, men få kan forvente at å legge til flere molekyler vil oppnå så utmerkede resultater, ”ledet forskerteamet forskningen. Professor Christian Müller fra Department of Chemistry and Chemical Engineering ved ULMS University sa.
Beste resultatene for ethvert glassdannende materiale
Når væsken avkjøles uten krystallisering, dannes glass, en prosess som kalles forklingning. Bruken av en blanding av to eller tre molekyler for å fremme glassdannelse er et modent konsept. Effekten av å blande et stort antall molekyler på evnen til å danne glass har imidlertid fått liten oppmerksomhet.
Forskerne testet en blanding av så mange som åtte forskjellige perylenmolekyler, som alene har en høy sprøhet-denne egenskapen er relatert til hvor enkelt materialet danner glass. Men å blande mange molekyler sammen fører til en betydelig reduksjon i sprøhet og danner en veldig sterk glass tidligere med ultra-lav sprøhet.
”Skruenheten av glasset vi gjorde i forskningen vår er veldig lav, noe som representerer den beste glassdannende evnen. Vi har målt ikke bare noe organisk materiale, men også polymerer og uorganiske materialer (for eksempel bulk metallglass). Resultatene er enda bedre enn vanlig glass. Glassformingsevnen til vindusglass er en av de beste glassformene vi kjenner, sier Sandra Hultmark, en doktorgradsstudent ved Institutt for kjemi og kjemisk ingeniørvitenskap og hovedforfatter av studien.
Forlenge produktets levetid og spare ressurser
Viktige bruksområder for mer stabile organiske glass er visningsteknologier som OLED -skjermer og fornybar energiteknologier som organiske solceller.
“OLED-er er sammensatt av glasslag med lysemonterende organiske molekyler. Hvis de er mer stabile, kan det øke holdbarheten til OLED og til slutt holdbarheten til skjermen, ”forklarte Sandra Hultmark.
En annen applikasjon som kan ha fordel av mer stabilt glass er medisiner. Amorfe medisiner oppløses raskere, noe som hjelper raskt å absorbere den aktive ingrediensen når den inntakes. Derfor bruker mange medisiner glassdannende medikamentformer. For medisiner er det viktig at glasslegemet ikke krystalliserer over tid. Jo mer stabilt det glassaktige stoffet, jo lengre er holdbarheten til stoffet.
"Med mer stabilt glass eller nye glassdannende materialer, kan vi forlenge levetiden til et stort antall produkter, og dermed spare ressurser og økonomi," sa Christian Müller.
"Forkliseringen av Xinyuanperylene-blandingen med ultra-lav sprøhet" er publisert i det vitenskapelige tidsskriftet "Science Advances".
Post Time: DEC-06-2021