15 кастрычніка даследчыкі Тэхналагічнага ўніверсітэта Чалмерса ў Швецыі паспяхова стварылі новы тып звышстабільнага і трывалага шкла з патэнцыйным прымяненнем, уключаючы медыцыну, перадавыя лічбавыя экраны і тэхналогію сонечных батарэй.Даследаванне паказала, што пры змешванні некалькіх малекул (да васьмі адначасова) можна атрымаць матэрыял, які працуе так жа добра, як лепшыя вядомыя ў цяперашні час агенты для фарміравання шкла.
Шкло, таксама вядомае як "аморфнае цвёрдае рэчыва", з'яўляецца матэрыялам без далёкай упарадкаванай структуры - яно не ўтварае крышталяў.З іншага боку, крышталічныя матэрыялы - гэта матэрыялы з высокаўпарадкаванымі і паўтаральнымі малюнкамі.
Матэрыял, які мы звычайна называем «шклом» у паўсядзённым жыцці, у асноўным заснаваны на кремнеземе, але шкло можа быць зроблена з розных матэрыялаў.Такім чынам, даследчыкі заўсёды зацікаўлены ў пошуку новых спосабаў заахвочвання розных матэрыялаў да фарміравання гэтага аморфнага стану, што можа прывесці да распрацоўкі новых шклоў з палепшанымі ўласцівасцямі і новым прымяненнем.Новае даследаванне, нядаўна апублікаванае ў навуковым часопісе «Science Advances», уяўляе сабой важны крок наперад для даследавання.
Цяпер, проста змяшаўшы мноства розных малекул, мы раптам адкрылі патэнцыял для стварэння новых і лепшых шкляных матэрыялаў.Тыя, хто вывучае арганічныя малекулы, ведаюць, што выкарыстанне сумесі дзвюх-трох розных малекул можа дапамагчы ўтварыць шкло, але мала хто можа чакаць, што даданне большай колькасці малекул дазволіць дасягнуць такіх выдатных вынікаў», - даследчая група ўзначаліла даследаванне.Сказаў прафесар Крысціян Мюлер з кафедры хіміі і хімічнай інжынерыі Ульмскага ўніверсітэта.
Лепшыя вынікі для любога матэрыялу для шкла
Калі вадкасць астывае без крышталізацыі, утвараецца шкло, гэты працэс называецца шклаваннем.Выкарыстанне сумесі дзвюх ці трох малекул для садзейнічання адукацыі шкла з'яўляецца сталай канцэпцыяй.Аднак уплыву змешвання вялікай колькасці малекул на здольнасць утвараць шкло надаецца мала ўвагі.
Даследчыкі пратэставалі сумесь з васьмі розных малекул перылену, якія адны маюць высокую далікатнасць - гэтая характарыстыка звязана з лёгкасцю, з якой матэрыял утварае шкло.Але змешванне многіх малекул разам прыводзіць да значнага памяншэння далікатнасці і ўтварае вельмі трывалы шклофарматар са звышнізкай далікатнасцю.
«Крохкасць шкла, якое мы зрабілі ў нашых даследаваннях, вельмі нізкая, што ўяўляе найлепшую здольнасць да шклоўтварэння.Мы вымяралі не толькі любыя арганічныя матэрыялы, але таксама палімеры і неарганічныя матэрыялы (напрыклад, аб'ёмнае металічнае шкло).Вынікі нават лепшыя, чым у звычайнага шкла.Здольнасць аконнага шкла да фармавання шкла з'яўляецца адным з лепшых утваральнікаў шкла, якія мы ведаем», - сказала Сандра Хултмарк, дактарант кафедры хіміі і хімічнай інжынерыі і вядучы аўтар даследавання.
Павялічце тэрмін службы прадукту і зэканоміце рэсурсы
Важнымі прымяненнямі больш стабільнага арганічнага шкла з'яўляюцца тэхналогіі адлюстравання, такія як OLED-экраны, і тэхналогіі аднаўляльных крыніц энергіі, такія як арганічныя сонечныя элементы.
«OLED складаюцца са шкляных слаёў святловыпрамяняльных арганічных малекул.Калі яны больш стабільныя, гэта можа павялічыць даўгавечнасць OLED і, у канчатковым выніку, даўгавечнасць дысплея», — патлумачыла Сандра Хултмарк.
Яшчэ адно прымяненне больш устойлівага шкла - гэта лекі.Аморфныя прэпараты раствараюцца хутчэй, што спрыяе хуткаму засваенню актыўнага кампанента пры прыёме ўнутр.Таму ў многіх прэпаратах выкарыстоўваюцца стеклообразующие формы прэпарата.Для лекаў жыццёва важна, каб шклопадобнае цела з часам не крышталізавалася.Чым больш устойлівы шклопадобны прэпарат, тым даўжэй тэрмін прыдатнасці прэпарата.
«З больш устойлівым шклом або новымі матэрыяламі для фармавання шкла мы можам падоўжыць тэрмін службы вялікай колькасці прадуктаў, тым самым зэканоміўшы рэсурсы і эканомію», — сказаў Крысціян Мюлер.
У навуковым часопісе «Science Advances» апублікавана «Вітрыфікацыя сумесі Xinyuanperylene з звышнізкай далікатнасцю».
Час публікацыі: 6 снежня 2021 г