Am 15. Oktober haben Forscher der Chalmers University of Technology in Schweden erfolgreich eine neue Art von ultra-stabilem und langlebigem Glas mit potenziellen Anwendungen erstellt, darunter Medizin, fortschrittliche digitale Bildschirme und Solarzellentechnologie. Die Studie zeigte, dass das Mischen mehrerer Moleküle (bis zu acht gleichzeitig) ein Material erzeugen kann, das so gut wie die derzeit bekanntesten Glasformmittel -Agenten erfolgen.
Glas, auch als „amorphem Feststoff“ bekannt, ist ein Material ohne eine langfristige Struktur-es bildet keine Kristalle. Andererseits sind kristalline Materialien Materialien mit hochgeordneten und wiederholenden Mustern.
Das Material, das wir normalerweise im täglichen Leben als „Glas“ bezeichnen, basiert hauptsächlich auf Kieselsäure, aber Glas kann aus vielen verschiedenen Materialien bestehen. Daher sind Forscher immer daran interessiert, neue Wege zu finden, um verschiedene Materialien zu fördern, um diesen amorphen Zustand zu bilden, was zur Entwicklung neuer Brillen mit verbesserten Eigenschaften und neuen Anwendungen führen kann. Die kürzlich im Scientific Journal „Science Advances“ veröffentlichte neue Forschung ist ein wichtiger Schritt für die Forschung.
Indem wir einfach viele verschiedene Moleküle mischen, öffneten wir plötzlich das Potenzial, neue und bessere Glasmaterialien zu schaffen. Diejenigen, die organische Moleküle untersuchen, wissen, dass die Verwendung einer Mischung aus zwei oder drei verschiedenen Molekülen zur Bildung von Glas beitragen kann. Nur wenige können erwarten, dass das Hinzufügen von mehr Molekülen so hervorragende Ergebnisse erzielt “, leitete das Forschungsteam die Forschung. Professor Christian Müller vom Ministerium für Chemie und Chemieingenieurwesen der Ulms University sagte.
Beste Ergebnisse für jedes Glasformmaterial
Wenn die Flüssigkeit ohne Kristallisation abkühlt, wird ein Glas gebildet, ein Prozess, der als Vitrifizierung bezeichnet wird. Die Verwendung einer Mischung aus zwei oder drei Molekülen zur Förderung der Glasbildung ist ein ausgereiftes Konzept. Die Wirkung des Mischens einer großen Anzahl von Molekülen auf die Fähigkeit zur Bildung von Glas hat jedoch wenig Aufmerksamkeit erhalten.
Die Forscher testeten eine Mischung aus bis zu acht verschiedenen Perylenmolekülen, die allein eine hohe Sprödigkeit aufweisen-diese Eigenschaft hängt mit der Leichtigkeit zusammen, mit der das Material Glas bildet. Das Mischen vieler Moleküle führt jedoch zu einer signifikanten Verringerung der Sprödigkeit und bildet ein sehr starkes Glas, das früher mit extrem niedriger Sprödigkeit ist.
„Die Sprödigkeit des Glass, die wir in unserer Forschung gemacht haben, ist sehr niedrig, was die beste Fähigkeit zur Bildung von Glas darstellt. Wir haben nicht nur organisches Material, sondern auch Polymere und anorganische Materialien (wie metallisches Glas) gemessen. Die Ergebnisse sind noch besser als gewöhnliches Glas. Die Fähigkeit zur Glasformung von Fensterglas ist eine der besten Glasformatoren, die wir kennen “, sagte Sandra Hultmark, Doktorandin der Abteilung für Chemie und Chemieingenieurwesen und leitender Autor der Studie.
Produktlebensdauer erweitern und Ressourcen sparen
Wichtige Anwendungen für stabilere organische Glas sind Display -Technologien wie OLED -Bildschirme und Technologien für erneuerbare Energien wie organische Solarzellen.
„OLEDs bestehen aus Glasschichten aus lichtemittierenden organischen Molekülen. Wenn sie stabiler sind, kann dies die Haltbarkeit des OLED und letztendlich die Haltbarkeit des Displays erhöhen “, erklärte Sandra Hultmark.
Eine weitere Anwendung, die von stabileren Glas profitieren kann, sind Medikamente. Amorphe Arzneimittel lösen sich schneller auf, was dazu beiträgt, den Wirkstoff schnell aufzunehmen. Daher verwenden viele Medikamente Glasformen. Bei Medikamenten ist es wichtig, dass das Glaskörpermaterial im Laufe der Zeit nicht kristallisiert. Je stabiler die glasige Droge, desto länger die Haltbarkeit der Droge.
„Mit stabileren Glas- oder neuen Glasformmaterialien können wir die Lebensdauer einer großen Anzahl von Produkten verlängern und damit Ressourcen und Wirtschaft einsparen“, sagte Christian Müller.
"Die Vitrifizierung des Xinyuanperylen-Gemisches mit extrem niedriger Sprödigkeit" wurde in der wissenschaftlichen Zeitschrift „Science Advances“ veröffentlicht.
Post-Zeit: Dezember 06-2021