Op 15 Oktober het navorsers by Chalmers Universiteit van Tegnologie in Swede suksesvol 'n nuwe tipe ultra-stabiele en duursame glas geskep met potensiële toepassings, insluitend medisyne, gevorderde digitale skerms en sonseltegnologie. Die studie het getoon dat hoe om veelvuldige molekules (tot agt op 'n slag) te meng, 'n materiaal kan produseer wat so goed presteer as die beste glasvormende middels wat tans bekend is.
Glas, ook bekend as "amorfe vaste stof", is 'n materiaal sonder 'n langafstand-geordende struktuur - dit vorm nie kristalle nie. Aan die ander kant is kristallyne materiale materiale met hoogs geordende en herhalende patrone.
Die materiaal wat ons gewoonlik in die daaglikse lewe "glas" noem, is meestal op silika gebaseer, maar glas kan van baie verskillende materiale gemaak word. Daarom is navorsers altyd geïnteresseerd om nuwe maniere te vind om verskillende materiale aan te moedig om hierdie amorfe toestand te vorm, wat kan lei tot die ontwikkeling van nuwe glase met verbeterde eienskappe en nuwe toepassings. Die nuwe navorsing wat onlangs in die wetenskaplike joernaal "Science Advances" gepubliseer is, verteenwoordig 'n belangrike stap vorentoe vir die navorsing.
Nou, deur eenvoudig baie verskillende molekules te meng, het ons skielik die potensiaal oopgemaak om nuwe en beter glasmateriaal te skep. Diegene wat organiese molekules bestudeer weet dat die gebruik van ’n mengsel van twee of drie verskillende molekules kan help om glas te vorm, maar min kan verwag dat die byvoeging van meer molekules sulke uitstekende resultate sal behaal,” het die navorsingspan die navorsing gelei. Professor Christian Müller van die Departement Chemie en Chemiese Ingenieurswese van Ulms Universiteit gesê.
Beste resultate vir enige glasvormende materiaal
Wanneer die vloeistof sonder kristallisasie afkoel, word glas gevorm, 'n proses wat verglazing genoem word. Die gebruik van 'n mengsel van twee of drie molekules om glasvorming te bevorder, is 'n volwasse konsep. Die effek van die vermenging van 'n groot aantal molekules op die vermoë om glas te vorm het egter min aandag geniet.
Die navorsers het 'n mengsel van soveel as agt verskillende perileenmolekules getoets, wat alleen 'n hoë brosheid het - hierdie eienskap hou verband met die gemak waarmee die materiaal glas vorm. Maar die vermenging van baie molekules lei tot 'n aansienlike vermindering in brosheid en vorm 'n baie sterk glasvormer met ultra-lae brosheid.
“Die brosheid van die glas wat ons in ons navorsing gemaak het, is baie laag, wat die beste glasvormvermoë verteenwoordig. Ons het nie net enige organiese materiaal gemeet nie, maar ook polimere en anorganiese materiale (soos grootmaat metaalglas). Die resultate is selfs beter as gewone glas. Die glasvormende vermoë van vensterglas is een van die beste glasvormers wat ons ken,” sê Sandra Hultmark, 'n doktorale student in die Departement Chemie en Chemiese Ingenieurswese en die hoofskrywer van die studie.
Verleng produklewe en bespaar hulpbronne
Belangrike toepassings vir meer stabiele organiese glas is vertoontegnologieë soos OLED-skerms en hernubare energietegnologieë soos organiese sonselle.
"OLED's bestaan uit glaslae van liguitstralende organiese molekules. As hulle meer stabiel is, kan dit die duursaamheid van die OLED verhoog en uiteindelik die duursaamheid van die skerm,” het Sandra Hultmark verduidelik.
Nog 'n toepassing wat kan baat by meer stabiele glas is dwelms. Amorfe middels los vinniger op, wat help om die aktiewe bestanddeel vinnig te absorbeer wanneer dit ingeneem word. Daarom gebruik baie middels glasvormende middelvorms. Vir dwelms is dit noodsaaklik dat die glasagtige materiaal nie mettertyd kristalliseer nie. Hoe stabieler die glasagtige middel, hoe langer is die raklewe van die middel.
"Met meer stabiele glas of nuwe glasvormende materiale kan ons die lewensduur van 'n groot aantal produkte verleng en sodoende hulpbronne en ekonomie bespaar," het Christian Müller gesê.
"Die verglazing van Xinyuanperylene mengsel met ultra-lae brosheid" is gepubliseer in die wetenskaplike joernaal "Science Advances".
Postyd: Des-06-2021