Il 15 ottobre, i ricercatori della Chalmers University of Technology in Svezia hanno creato con successo un nuovo tipo di vetro ultra-stabile e resistente con potenziali applicazioni tra cui medicine, schermi digitali avanzati e tecnologia delle celle solari. Lo studio ha dimostrato che come mescolare più molecole (fino a otto alla volta) può produrre un materiale che si comporta bene come i migliori agenti di formazione di vetro attualmente noti.
Il vetro, noto anche come "solido amorfo", è un materiale senza una struttura ordinata a lungo raggio, non forma cristalli. D'altra parte, i materiali cristallini sono materiali con motivi altamente ordinati e ripetuti.
Il materiale che di solito chiamiamo "vetro" nella vita quotidiana è principalmente basato sulla silice, ma il vetro può essere realizzato con molti materiali diversi. Pertanto, i ricercatori sono sempre interessati a trovare nuovi modi per incoraggiare materiali diversi per formare questo stato amorfo, che può portare allo sviluppo di nuovi occhiali con proprietà migliorate e nuove applicazioni. La nuova ricerca recentemente pubblicata sulla rivista scientifica "Science Advances" rappresenta un importante passo avanti per la ricerca.
Ora, mescolando semplicemente molte molecole diverse, improvvisamente abbiamo aperto il potenziale per creare materiali di vetro nuovi e migliori. Coloro che studiano molecole organiche sanno che l'uso di una miscela di due o tre molecole diverse può aiutare a formare il vetro, ma pochi possono aspettarsi che l'aggiunta di più molecole ottenga risultati così eccellenti ", il team di ricerca ha guidato la ricerca. Ha affermato il professor Christian Müller del Dipartimento di Chimica e Ingegneria Chimica dell'Università ULMS.
I migliori risultati per qualsiasi materiale di formazione del vetro
Quando il liquido si raffredda senza cristallizzazione, si forma il vetro, un processo chiamato vetrificazione. L'uso di una miscela di due o tre molecole per promuovere la formazione di vetro è un concetto maturo. Tuttavia, l'effetto di miscelare un gran numero di molecole sulla capacità di formare vetro ha ricevuto poca attenzione.
I ricercatori hanno testato una miscela di fino a otto diverse molecole di perilene, che da sole hanno un'elevata fragilità: questa caratteristica è correlata alla facilità con cui il materiale forma il vetro. Ma mescolare molte molecole insieme porta a una riduzione significativa della fragilità e forma un ex vetro molto forte con fragilità ultra bassa.
“La fragilità del vetro che abbiamo fatto nella nostra ricerca è molto bassa, il che rappresenta la migliore capacità di formazione del vetro. Abbiamo misurato non solo materiale organico ma anche polimeri e materiali inorganici (come il vetro metallico sfuso). I risultati sono persino migliori del normale vetro. La capacità di formazione del vetro del vetro di finestre è uno dei migliori formatori di vetro che conosciamo ”, ha affermato Sandra Hultmark, una studentessa di dottorato nel Dipartimento di Chimica e Ingegneria Chimica e l'autore principale dello studio.
Estendere la vita del prodotto e risparmiare risorse
Importanti applicazioni per il vetro organico più stabile sono tecnologie di visualizzazione come schermi OLED e tecnologie di energia rinnovabile come le celle solari organiche.
“Gli OLED sono composti da strati di vetro di molecole organiche a emissione di luce. Se sono più stabili, può aumentare la durata dell'OLED e, in definitiva, la durata del display ”, ha spiegato Sandra Hultmark.
Un'altra applicazione che può beneficiare di un vetro più stabile è la droga. I farmaci amorfi si dissolvono più velocemente, il che aiuta ad assorbire rapidamente l'ingrediente attivo quando ingerito. Pertanto, molti farmaci utilizzano forme di farmaci che formano il vetro. Per i farmaci, è fondamentale che il materiale vitreo non si cristallizza nel tempo. Più stabile è la droga vetrosa, più lunga è la durata della droga.
"Con vetri più stabili o nuovi materiali di formazione di vetro, possiamo prolungare la durata di un gran numero di prodotti, salvando così risorse e economia", ha affermato Christian Müller.
"La vetrificazione della miscela di Xinyuanperyne con ultra-bassa fragilità" è stata pubblicata sulla rivista scientifica "Science Advances".
Tempo post: DEC-06-2021