15. октобра, истраживачи са Технолошког универзитета Цхалмерс у Шведској успешно су креирали нови тип ултра-стабилног и издржљивог стакла са потенцијалном применом, укључујући медицину, напредне дигиталне екране и технологију соларних ћелија. Студија је показала да како мешати више молекула (до осам истовремено) може произвести материјал који има добре перформансе као и најбољи агенси за формирање стакла који су тренутно познати.
Стакло, такође познато као "аморфна чврста супстанца", је материјал без дуготрајне уређене структуре - не формира кристале. С друге стране, кристални материјали су материјали са високо уређеним и понављајућим обрасцима.
Материјал који у свакодневном животу обично називамо „стаклом“ углавном се заснива на силицијум диоксиду, али стакло се може направити од много различитих материјала. Стога су истраживачи увек заинтересовани за проналажење нових начина да подстакну различите материјале да формирају ово аморфно стање, што може довести до развоја нових наочара са побољшаним својствима и новим применама. Ново истраживање недавно објављено у научном часопису „Сциенце Адванцес” представља важан корак напред за истраживање.
Сада, једноставним мешањем много различитих молекула, одједном смо отворили потенцијал за стварање нових и бољих стаклених материјала. Они који проучавају органске молекуле знају да коришћење мешавине два или три различита молекула може помоћи у формирању стакла, али мало ко може очекивати да ће додавањем више молекула постићи тако одличне резултате“, предводио је истраживачки тим. Професор Кристијан Милер са Одељења за хемију и хемијско инжењерство Универзитета у Улмсу рекао је.
Најбољи резултати за било који материјал за формирање стакла
Када се течност охлади без кристализације, формира се стакло, процес који се назива витрификација. Употреба мешавине два или три молекула за промовисање формирања стакла је зрео концепт. Међутим, ефекат мешања великог броја молекула на способност формирања стакла је добио мало пажње.
Истраживачи су тестирали мешавину од чак осам различитих молекула перилена, који сами имају високу крхкост - ова карактеристика је повезана са лакоћом којом материјал формира стакло. Али мешање многих молекула заједно доводи до значајног смањења ломљивости и формира веома јак стакло са ултра-ниском ломљивошћу.
„Кртост стакла које смо направили у нашем истраживању је веома ниска, што представља најбољу способност стварања стакла. Измерили смо не само било који органски материјал већ и полимере и неорганске материјале (као што је масивно метално стакло). Резултати су чак и бољи од обичног стакла. Способност прозорског стакла да формира стакло је један од најбољих произвођача стакла које познајемо“, рекла је Сандра Хултмарк, докторант на Одсеку за хемију и хемијско инжењерство и главни аутор студије.
Продужите животни век производа и уштедите ресурсе
Важне примене за стабилније органско стакло су технологије приказа као што су ОЛЕД екрани и технологије обновљиве енергије као што су органске соларне ћелије.
„ОЛЕД се састоје од стаклених слојева органских молекула који емитују светлост. Ако су стабилнији, то може повећати издржљивост ОЛЕД-а и на крају издржљивост екрана“, објаснила је Сандра Хултмарк.
Још једна апликација која може имати користи од стабилнијег стакла су лекови. Аморфни лекови се брже растварају, што помаже да се активни састојак брзо апсорбује када се прогута. Стога, многи лекови користе облике лекова који формирају стакло. За лекове је од виталног значаја да стакласто тело не кристалише током времена. Што је стакласти лек стабилнији, то је дужи рок трајања лека.
„Са стабилнијим стаклом или новим материјалима за формирање стакла, можемо продужити радни век великог броја производа, штедећи на тај начин ресурсе и економичност“, рекао је Кристијан Милер.
„Витрификација мешавине Ксиниуанперилена са ултра-ниском крхкошћу“ објављена је у научном часопису „Сциенце Адванцес“.
Време поста: 06.12.2021