15. oktoobril on Rootsi Chalmersi tehnikaülikooli teadlased loonud edukalt uut tüüpi ultrastabiilse ja vastupidava klaasi, millel on potentsiaalsed rakendused, sealhulgas ravimid, täiustatud digitaalsed ekraanid ja päikeseenergia mobiiltehnoloogia. Uuring näitas, et kuidas segada mitu molekuli (kuni kaheksa korraga) võib toota materjali, mis toimib sama hästi kui parimad praegu teadaolevad klaasvormid.
Klaas, tuntud ka kui amorfne tahke aine, on materjal, millel pole pikamaa-järjestatud struktuuri-see ei moodusta kristalle. Teisest küljest on kristalsed materjalid kõrgelt tellitud ja korduvate mustritega materjalid.
Materjal, mida me igapäevases elus tavaliselt nimetame klaasiks, põhineb enamasti ränidioksiidil, kuid klaasi saab valmistada paljudest erinevatest materjalidest. Seetõttu on teadlased alati huvitatud uute viiside leidmiseks, et julgustada erinevaid materjale selle amorfse oleku moodustamiseks, mis võib viia paremate omaduste ja uute rakendustega uute klaaside arendamiseni. Hiljuti ajakirjas The Scientific Journal “Science Advances” avaldatud uus uurimistöö on uurimistöö jaoks oluline samm.
Nüüd, segades lihtsalt paljusid erinevaid molekule, avasime äkki potentsiaali luua uusi ja paremaid klaasmaterjale. Need, kes uurivad orgaanilisi molekule, teavad, et kahe või kolme erineva molekuli segu kasutamine võib aidata klaasi moodustada, kuid vähesed võivad eeldada, et rohkemate molekulide lisamine saavutab sellised suurepärased tulemused, ”juhtis uurimistööd uurimistööd. Ulmsi ülikooli keemia- ja keemiatehnika osakonna professor Christian Müller ütles.
Parimad tulemused mis tahes klaasist moodustava materjali jaoks
Kui vedelik jahtub ilma kristalliseerumiseta, moodustub klaas, protsess, mida nimetatakse klaasistamiseks. Kahe või kolme molekuli segu kasutamine klaasi moodustumise soodustamiseks on küps kontseptsioon. Kuid suure hulga molekulide segamise mõju klaasi moodustamisele on vähe tähelepanu pööratud.
Teadlased testisid segu koguni kaheksast erinevast perüleenimolekulist, millel ainuüksi on kõrge rabedus-see karakteristik on seotud materjali klaasi moodustamise lihtsusega. Kuid paljude molekulide segamine põhjustab rabeduse olulist vähenemist ja moodustab väga tugeva klaasi, mis on endise ülimadala rabedusega.
„Meie uurimistöös tehtud klaasi rabedus on väga madal, mis tähistab parimat klaasi moodustavat võimet. Oleme mõõtnud mitte ainult mis tahes orgaanilist materjali, vaid ka polümeerisid ja anorgaanilisi materjale (näiteks metallklaas). Tulemused on isegi paremad kui tavaline klaas. Aknaklaasi klaasi moodustamisvõime on üks parimaid klaasvormereid, mida me tunneme, ”ütles keemia- ja keemiatehnika osakonna doktorant Sandra Hultmark ja uuringu juhtiv autor.
Pikendage toote elu ja säästa ressursse
Stabiilsema orgaanilise klaasi olulised rakendused on väljapanekutehnoloogiad, näiteks OLED -ekraanid ja taastuvenergia tehnoloogiad, näiteks orgaanilised päikeserakud.
„OLED-id koosnevad valgust emiteerivate orgaaniliste molekulide klaaskihtidest. Kui need on stabiilsemad, võib see suurendada OLED -i vastupidavust ja lõpuks väljapaneku vastupidavust, ”selgitas Sandra Hultmark.
Teine rakendus, mis võib stabiilsemast klaasist kasu saada, on ravimid. Amorfsed ravimid lahustuvad kiiremini, mis aitab allaneelamisel toimeainet kiiresti absorbeerida. Seetõttu kasutavad paljud ravimid klaasi moodustavaid ravimvorme. Ravimite puhul on ülioluline, et klaaskeha materjal ei kristalliseeruks aja jooksul. Mida stabiilsem on klaasjas ravim, seda pikem on ravimi säilivusaeg.
"Stabiilsema klaasi või uute klaasi moodustavate materjalide abil saame pikendada suure hulga toodete kasutusaega, säästes sellega ressursse ja majandust," ütles Christian Müller.
„Ultra-Low Britteness'iga xinyuanperyleeni segu klaasistamine” on avaldatud ajakirjas "Science Advances".
Postiaeg: detsember 06-2021