Dana 15. listopada, istraživači na Tehnološkom sveučilištu Chalmers u Švedskoj uspješno su stvorili novu vrstu ultra-stabilnog i izdržljivog stakla s potencijalnom primjenom, uključujući medicinu, napredne digitalne zaslone i tehnologiju solarnih ćelija.Studija je pokazala da se miješanjem više molekula (do osam odjednom) može proizvesti materijal koji je jednako dobar kao najbolji trenutno poznati agensi za oblikovanje stakla.
Staklo, također poznato kao "amorfna krutina", materijal je bez dalekosežne uređene strukture - ne tvori kristale.S druge strane, kristalni materijali su materijali s visoko uređenim i ponavljajućim uzorcima.
Materijal koji u svakodnevnom životu obično nazivamo "staklo" uglavnom se temelji na siliciju, ali staklo može biti izrađeno od mnogo različitih materijala.Stoga su istraživači uvijek zainteresirani za pronalaženje novih načina za poticanje različitih materijala na stvaranje ovog amorfnog stanja, što može dovesti do razvoja novih stakala s poboljšanim svojstvima i novim primjenama.Novo istraživanje nedavno objavljeno u znanstvenom časopisu “Science Advances” predstavlja važan korak naprijed za istraživanje.
Sada, jednostavnim miješanjem mnogo različitih molekula, odjednom smo otvorili potencijal za stvaranje novih i boljih staklenih materijala.Oni koji proučavaju organske molekule znaju da korištenje mješavine dvije ili tri različite molekule može pomoći u oblikovanju stakla, ali malo tko može očekivati da će dodavanjem više molekula postići tako izvrsne rezultate”, istraživački tim je vodio istraživanje.Rekao je profesor Christian Müller s Odsjeka za kemiju i kemijsko inženjerstvo Sveučilišta Ulms.
Najbolji rezultati za bilo koji materijal za oblikovanje stakla
Kada se tekućina hladi bez kristalizacije, nastaje staklo, proces koji se naziva vitrifikacija.Upotreba mješavine dviju ili triju molekula za poticanje stvaranja stakla je zreo koncept.Međutim, učinku miješanja velikog broja molekula na sposobnost stvaranja stakla pridaje se malo pažnje.
Istraživači su testirali mješavinu od čak osam različitih molekula perilena, koje same imaju visoku krtost - ova je karakteristika povezana s lakoćom kojom materijal oblikuje staklo.Ali miješanje mnogih molekula zajedno dovodi do značajnog smanjenja lomljivosti i stvara vrlo jak oblik stakla s vrlo niskom lomljivošću.
“Kromost stakla koje smo napravili u našem istraživanju je vrlo niska, što predstavlja najbolju sposobnost oblikovanja stakla.Mjerili smo ne samo organske materijale, već i polimere i anorganske materijale (kao što je metalno staklo).Rezultati su čak bolji od običnog stakla.Sposobnost oblikovanja stakla kod prozorskog stakla jedan je od najboljih oblika stakla koje poznajemo,” rekla je Sandra Hultmark, doktorandica na Odjelu za kemiju i kemijsko inženjerstvo i glavna autorica studije.
Produžite vijek trajanja proizvoda i uštedite resurse
Važne primjene za stabilnije organsko staklo su tehnologije zaslona kao što su OLED ekrani i tehnologije obnovljive energije kao što su organske solarne ćelije.
“OLED se sastoje od staklenih slojeva organskih molekula koje emitiraju svjetlost.Ako su stabilniji, to bi moglo povećati izdržljivost OLED-a i u konačnici izdržljivost zaslona,” objasnila je Sandra Hultmark.
Još jedna primjena koja može imati koristi od stabilnijeg stakla su lijekovi.Amorfni lijekovi se brže otapaju, što pomaže brzoj apsorpciji aktivnog sastojka kada se proguta.Stoga mnogi lijekovi koriste oblike lijekova koji stvaraju staklo.Za lijekove je bitno da staklasti materijal ne kristalizira tijekom vremena.Što je staklasti lijek stabilniji, to je dulji rok trajanja lijeka.
"Sa stabilnijim staklom ili novim materijalima za oblikovanje stakla, možemo produžiti životni vijek velikog broja proizvoda, štedeći time resurse i ekonomiju", rekao je Christian Müller.
U znanstvenom časopisu “Science Advances” objavljeno je “Vitrifikacija smjese Xinyuanperilena s ultraniskom lomljivošću”.
Vrijeme objave: 6. prosinca 2021