Þann 15. október hafa vísindamenn við Chalmers Tækniháskólann í Svíþjóð búið til nýja tegund af ofurstöðugu og endingargóðu gleri með hugsanlegum notkunarmöguleikum, þar á meðal lyfjum, háþróuðum stafrænum skjám og sólarsellutækni. Rannsóknin sýndi að hvernig á að blanda saman mörgum sameindum (allt að átta í einu) getur framleitt efni sem virkar jafn vel og bestu glermyndandi efni sem nú eru þekkt.
Gler, einnig þekkt sem „formlaust fast efni“, er efni án langdrægrar skipulagðrar uppbyggingu - það myndar ekki kristalla. Aftur á móti eru kristallað efni efni með mjög raðað og endurtekið mynstur.
Efnið sem við köllum venjulega „gler“ í daglegu lífi er að mestu byggt á kísil, en gler getur verið úr mörgum mismunandi efnum. Þess vegna hafa vísindamenn alltaf áhuga á að finna nýjar leiðir til að hvetja mismunandi efni til að mynda þetta formlausa ástand, sem getur leitt til þróunar nýrra gleraugu með bættum eiginleikum og nýrri notkun. Nýja rannsóknin sem nýlega var birt í vísindatímaritinu „Science Advances“ er mikilvægt skref fram á við fyrir rannsóknina.
Nú, með því einfaldlega að blanda saman mörgum mismunandi sameindum, opnuðum við skyndilega möguleika á að búa til ný og betri glerefni. Þeir sem rannsaka lífrænar sameindir vita að með því að nota blöndu af tveimur eða þremur mismunandi sameindum getur það hjálpað til við að mynda gler, en fáir geta búist við því að með því að bæta við fleiri sameindum náist svo frábær árangur,“ leiddi rannsóknarhópurinn rannsóknina. Prófessor Christian Müller frá efnafræði- og efnaverkfræðideild Ulms háskóla sagði.
Bestur árangur fyrir hvaða glermyndandi efni sem er
Þegar vökvinn kólnar án kristöllunar myndast gler, ferli sem kallast glerung. Notkun blöndu tveggja eða þriggja sameinda til að stuðla að glermyndun er þroskað hugtak. Hins vegar hafa áhrif þess að blanda saman miklum fjölda sameinda á getu til að mynda gler fengið litla athygli.
Rannsakendur prófuðu blöndu af allt að átta mismunandi perýlensameindum, sem einar og sér hafa mikla stökkleika - þessi eiginleiki tengist því hversu auðvelt efnið myndar gler. En það að blanda mörgum sameindum saman leiðir til verulegrar minnkunar á stökkleika og myndar mjög sterkan glermyndara með ofurlítinn stökkleika.
„Stökkleiki glersins sem við gerðum í rannsóknum okkar er mjög lítill, sem táknar bestu glermyndunarhæfni. Við höfum ekki aðeins mælt hvaða lífrænu efni sem er heldur einnig fjölliður og ólífræn efni (eins og lausu málmgler). Árangurinn er jafnvel betri en venjulegt gler. Glermyndunarhæfni gluggaglers er einn besti glermyndandi sem við þekkjum,“ sagði Sandra Hultmark, doktorsnemi við efnafræði- og efnaverkfræðideild og aðalhöfundur rannsóknarinnar.
Lengja líftíma vöru og spara auðlindir
Mikilvæg forrit fyrir stöðugra lífrænt gler eru skjátækni eins og OLED skjáir og endurnýjanleg orkutækni eins og lífrænar sólarsellur.
„OLED eru samsett úr glerlögum af lífrænum sameindum sem gefa frá sér ljós. Ef þeir eru stöðugri gæti það aukið endingu OLED og að lokum endingu skjásins,“ útskýrði Sandra Hultmark.
Annað forrit sem gæti notið góðs af stöðugra gleri eru lyf. Formlaus lyf leysast upp hraðar, sem hjálpar til við að gleypa virka efnið fljótt við inntöku. Þess vegna nota mörg lyf glermyndandi lyfjaform. Fyrir lyf er mikilvægt að gleraugu efnið kristallist ekki með tímanum. Því stöðugra sem glerkennda lyfið er, því lengur er geymsluþol lyfsins.
„Með stöðugra gleri eða nýjum glermyndandi efnum getum við lengt endingartíma fjölda vara og sparað þar með fjármagn og hagkvæmni,“ sagði Christian Müller.
„Gerjun Xinyuanperylene blöndu með ofurlítil stökkleika“ hefur verið birt í vísindatímaritinu „Science Advances“.
Pósttími: Des-06-2021