15. října vědci na Chalmers University of Technology ve Švédsku úspěšně vytvořili nový typ ultra-stabilního a odolného skla s potenciálními aplikacemi včetně medicíny, pokročilých digitálních obrazovek a technologie solárních článků. Studie ukázala, že jak smíchat více molekul (až osm najednou), může produkovat materiál, který funguje stejně dobrý jako nejlepší známé činidla pro tvarování skla.
Sklo, známé také jako „amorfní pevná látka“, je materiál bez dlouhého rozsahu uspořádané struktury-netvoří krystaly. Na druhé straně jsou krystalické materiály materiály s vysoce uspořádanými a opakujícími se vzory.
Materiál, který obvykle nazýváme „sklo“ v každodenním životě, je většinou založen na oxidu křemičité, ale sklo lze vyrobit z mnoha různých materiálů. Vědci se proto vždy zajímají o nalezení nových způsobů, jak povzbudit různé materiály k vytvoření tohoto amorfního stavu, což může vést k vývoji nových brýlí se zlepšenými vlastnostmi a novými aplikacemi. Nový výzkum, který nedávno publikoval ve vědeckém časopise „Science Advances“, představuje pro výzkum důležitý krok vpřed.
Nyní, jednoduše smícháním mnoha různých molekul, jsme najednou otevřeli potenciál vytvořit nové a lepší skleněné materiály. Ti, kteří studují organické molekuly, vědí, že použití směsi dvou nebo tří různých molekul může pomoci vytvořit sklo, ale jen málokdo může očekávat, že přidání dalších molekul dosáhne takových vynikajících výsledků, “vedl výzkum výzkum. Profesor Christian Müller z Katedry chemie a chemického inženýrství na Ulms University.
Nejlepší výsledky pro jakýkoli materiál formování skla
Když kapalina ochladí bez krystalizace, vytvoří se sklo, proces zvaný vitrifikace. Použití směsi dvou nebo tří molekul k podpoře tvorby skla je zralým konceptem. Účinek smíchání velkého počtu molekul na schopnost tvořit sklo však věnoval malou pozornost.
Vědci testovali směs až osmi různých perylenových molekul, které samy o sobě mají vysokou charakteristiku křehkosti-tato charakteristika souvisí s lehkostí, s jakou materiál tvoří sklo. Míchání mnoha molekul však dohromady vede k významnému snížení křehkosti a tvoří velmi silnou skleněnou bývalou s velmi nízkou křehkostí.
„Brittleness sklenice, které jsme provedli v našem výzkumu, je velmi nízká, což představuje nejlepší schopnost formování skla. Měřili jsme nejen jakýkoli organický materiál, ale také polymery a anorganické materiály (jako je objemové kovové sklo). Výsledky jsou ještě lepší než obyčejné sklo. Schopnost formování skla okenního skla je jedním z nejlepších skleněných formátorů, které známe, “řekla Sandra Hultmark, doktorská studentka na katedře chemie a chemického inženýrství a hlavní autor studie.
Prodloužit životnost produktu a ušetřit zdroje
Důležité aplikace pro stabilnější organické sklo jsou displeje, jako jsou obrazovky OLED a technologie obnovitelné energie, jako jsou organické solární články.
„OLED jsou složeny ze skleněných vrstev organických molekul emitujících světla. Pokud jsou stabilnější, může to zvýšit trvanlivost OLED a nakonec trvanlivost displeje, “vysvětlila Sandra Hultmark.
Další aplikací, která může mít prospěch ze stabilnějšího skla, jsou drogy. Amorfní léky se rychleji rozpouštějí, což pomáhá rychle absorbovat aktivní složku při požití. Mnoho léků proto využívá drogové formy vytvářející sklo. U léků je nezbytné, aby skrz materiál v průběhu času nekrystalizoval. Čím stabilnější je sklovitá léčiva, tím delší je životnost léku.
"U stabilnějších skla nebo nových materiálů vytvářejících sklenici můžeme prodloužit životnost velkého počtu produktů, čímž se ušetří zdroje a ekonomiku," řekl Christian Müller.
„V vědeckém časopise„ Science Advances “byla zveřejněna vitrifikace směsi Xinyuanperylenu s velmi nízkou křehkostí“.
Čas příspěvku: prosinec-06-2021