El 15 d'octubre, els investigadors de la Universitat Tecnològica de Chalmers a Suècia han creat amb èxit un nou tipus de vidre ultra estable i durador amb aplicacions potencials, com ara medicina, pantalles digitals avançades i tecnologia de cèl·lules solars.L'estudi va demostrar que com barrejar diverses molècules (fins a vuit alhora) pot produir un material que funcioni tan bé com els millors agents de formació de vidre coneguts actualment.
El vidre, també conegut com a "sòlid amorf", és un material sense una estructura ordenada de llarg abast: no forma cristalls.D'altra banda, els materials cristal·lins són materials amb patrons molt ordenats i repetitius.
El material que normalment anomenem "vidre" a la vida diària es basa principalment en sílice, però el vidre pot estar fet de molts materials diferents.Per tant, els investigadors sempre estan interessats a trobar noves maneres d'afavorir que diferents materials formin aquest estat amorf, que pot conduir al desenvolupament de nous vidres amb propietats millorades i noves aplicacions.La nova investigació publicada recentment a la revista científica "Science Advances" representa un important pas endavant per a la investigació.
Ara, simplement barrejant moltes molècules diferents, de sobte vam obrir el potencial per crear materials de vidre nous i millors.Els que estudien molècules orgàniques saben que l'ús d'una barreja de dues o tres molècules diferents pot ajudar a formar vidre, però pocs poden esperar que afegir més molècules aconsegueixi resultats tan excel·lents ", va dirigir l'equip d'investigació.Va dir el professor Christian Müller del Departament de Química i Enginyeria Química de la Universitat d'Ulms.
Els millors resultats per a qualsevol material de formació de vidre
Quan el líquid es refreda sense cristal·litzar, es forma vidre, un procés anomenat vitrificació.L'ús d'una barreja de dues o tres molècules per promoure la formació de vidre és un concepte madur.Tanmateix, l'efecte de la barreja d'un gran nombre de molècules sobre la capacitat de formar vidre ha rebut poca atenció.
Els investigadors van provar una barreja de fins a vuit molècules de perilè diferents, que per si soles tenen una gran fragilitat, aquesta característica està relacionada amb la facilitat amb què el material forma vidre.Però barrejar moltes molècules juntes condueix a una reducció significativa de la fragilitat i forma un formador de vidre molt fort amb una fragilitat ultra baixa.
"La fragilitat del vidre que hem fet en la nostra investigació és molt baixa, la qual cosa representa la millor capacitat de formar vidre.Hem mesurat no només qualsevol material orgànic, sinó també polímers i materials inorgànics (com el vidre metàl·lic a granel).Els resultats són fins i tot millors que el vidre normal.La capacitat de formació de vidre del vidre de les finestres és un dels millors formadors de vidre que coneixem", va dir Sandra Hultmark, estudiant de doctorat al Departament de Química i Enginyeria Química i autora principal de l'estudi.
Amplieu la vida útil del producte i estalvieu recursos
Aplicacions importants per a un vidre orgànic més estable són les tecnologies de visualització com les pantalles OLED i les tecnologies d'energies renovables com les cèl·lules solars orgàniques.
"Els OLED estan formats per capes de vidre de molècules orgàniques emissores de llum.Si són més estables, pot augmentar la durabilitat de l'OLED i, en definitiva, la durabilitat de la pantalla", va explicar Sandra Hultmark.
Una altra aplicació que es pot beneficiar d'un vidre més estable són els medicaments.Els fàrmacs amorfs es dissolen més ràpidament, cosa que ajuda a absorbir ràpidament l'ingredient actiu quan s'ingereix.Per tant, molts fàrmacs utilitzen formes de fàrmacs que formen vidre.Per als fàrmacs, és vital que el material vitri no cristal·litzi amb el temps.Com més estable sigui el fàrmac vidre, més llarga serà la vida útil del fàrmac.
"Amb vidre més estable o nous materials de formació de vidre, podem allargar la vida útil d'una gran quantitat de productes, estalviant així recursos i economia", va dir Christian Müller.
"La vitrificació de la barreja de Xinyuanperylene amb una fragilitat ultra baixa" s'ha publicat a la revista científica "Science Advances".
Hora de publicació: 06-12-2021