На 15 октомври изследователите от технологичния университет Chalmers в Швеция успешно създадоха нов тип ултра стабилно и трайно стъкло с потенциални приложения, включително медицина, усъвършенствани цифрови екрани и технология на слънчевите клетки. Проучването показа, че как да се смесват множество молекули (до осем наведнъж) могат да произвеждат материал, който се представя толкова добре, колкото най -добрите агенти за формиране на стъкло в момента.
Стъклото, известно още като „аморфно твърдо вещество“, е материал без подредена структура на дълги разстояния-не образува кристали. От друга страна, кристалните материали са материали с високо подредени и повтарящи се модели.
Материалът, който обикновено наричаме „стъкло“ в ежедневието, се основава най -вече на силициев диоксид, но стъклото може да се направи от много различни материали. Следователно, изследователите винаги са заинтересовани да намерят нови начини за насърчаване на различни материали за формиране на това аморфно състояние, което може да доведе до разработването на нови очила с подобрени свойства и нови приложения. Новото изследване, публикувано наскоро в научния журнал „Научни аванси“, представлява важна стъпка напред за изследването.
Сега, просто смесвайки много различни молекули, изведнъж отворихме потенциала за създаване на нови и по -добри стъклени материали. Онези, които изучават органичните молекули, знаят, че използването на смес от две или три различни молекула може да помогне за формирането на стъкло, но малцина могат да очакват, че добавянето на повече молекули ще постигне такива отлични резултати “, изследователският екип ръководи изследването. Професор Кристиан Мюлер от катедрата по химия и химическо инженерство на Университета Улмс.
Най -добри резултати за всеки материал за формиране на стъкло
Когато течността се охлади без кристализация, се образува стъкло, процес, наречен витрификация. Използването на смес от две или три молекули за насърчаване на образуването на стъкло е зряла концепция. Ефектът от смесване на голям брой молекули върху способността за образуване на стъкло е получил малко внимание.
Изследователите тестваха смес от осем различни периленови молекули, които само по себе си имат висока характеристика на бритовост, тази характеристика е свързана с лекотата, с която материалът образува стъкло. Но смесването на много молекули заедно води до значително намаляване на мрачността и образува много силно стъкло, бивш с ултра ниска британност.
„Бързостта на стъклото, което направихме в нашето изследване, е много ниска, което представлява най-добрата способност за формиране на стъкло. Измерихме не само никакъв органичен материал, но и полимери и неорганични материали (като насипно метално стъкло). Резултатите са дори по -добри от обикновеното стъкло. Способността за формиране на стъкло на стъклото е един от най -добрите стъклени форми, които познаваме “, казва Сандра Хълмарк, докторант в катедрата по химия и химическо инженерство и водещ автор на изследването.
Удължете живота на продукта и спестете ресурси
Важни приложения за по -стабилно органично стъкло са технологии за показване като OLED екрани и технологии за възобновяема енергия като органични слънчеви клетки.
„OLED са съставени от стъклени слоеве от леки излъчващи органични молекули. Ако те са по -стабилни, това може да увеличи издръжливостта на OLED и в крайна сметка издръжливостта на дисплея “, обясни Сандра Хълмарк.
Друго приложение, което може да се възползва от по -стабилното стъкло, са лекарствата. Аморфните лекарства се разтварят по -бързо, което помага бързо да се абсорбира активната съставка при поглъщане. Следователно много лекарства използват лекарствени форми, формиращи стък. За лекарствата е жизненоважно, че стъкловидният материал не кристализира с течение на времето. Колкото по -стабилно е стъкленото лекарство, толкова по -дълъг е срок на годност на лекарството.
„С по -стабилни стъклени или нови материали за оформяне на стъкло можем да удължим експлоатационния живот на голям брой продукти, като по този начин спестяваме ресурси и икономика“, каза Кристиан Мюлер.
„Витрификацията на сместа Xinyuanperilene с ултра ниска мрачност“ е публикувана в научното списание „Научни аванси“.
Време за публикация: DEC-06-2021