15 Ekim'de İsveç'teki Chalmers Teknoloji Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, tıp, gelişmiş dijital ekranlar ve güneş pili teknolojisi gibi potansiyel uygulamalara sahip yeni bir tür ultra dayanıklı ve dayanıklı camı başarıyla yarattılar. Çalışma, birden fazla molekülün (aynı anda sekize kadar) karıştırılmasının, şu anda bilinen en iyi cam oluşturucu maddeler kadar iyi performans gösteren bir malzeme üretebileceğini gösterdi.
"Amorf katı" olarak da bilinen cam, uzun menzilli düzenli bir yapıya sahip olmayan bir malzemedir; kristal oluşturmaz. Öte yandan kristal malzemeler oldukça düzenli ve tekrarlanan desenlere sahip malzemelerdir.
Günlük hayatta genellikle “cam” dediğimiz malzeme çoğunlukla silika bazlıdır ancak cam birçok farklı malzemeden de yapılabilir. Bu nedenle araştırmacılar her zaman farklı materyallerin bu amorf durumu oluşturmasını teşvik edecek yeni yollar bulmaya ilgi duymaktadır; bu da gelişmiş özelliklere sahip yeni camların ve yeni uygulamaların geliştirilmesine yol açabilir. Yakın zamanda “Science Advances” bilimsel dergisinde yayınlanan yeni araştırma, araştırma için ileriye doğru atılan önemli bir adımı temsil ediyor.
Artık birçok farklı molekülü basitçe karıştırarak yeni ve daha iyi cam malzemeleri yaratma potansiyelini birdenbire ortaya çıkardık. Organik moleküller üzerinde çalışanlar, iki veya üç farklı molekülden oluşan bir karışımın kullanılmasının cam oluşturmaya yardımcı olabileceğini biliyorlar, ancak çok az kişi daha fazla molekül eklemenin bu kadar mükemmel sonuçlar elde edeceğini bekleyebilir." araştırma ekibi araştırmaya öncülük etti. Ulms Üniversitesi Kimya ve Kimya Mühendisliği Bölümü'nden Profesör Christian Müller şunları söyledi.
Herhangi bir cam şekillendirme malzemesi için en iyi sonuçlar
Sıvı kristalleşmeden soğuduğunda, vitrifikasyon adı verilen bir işlemle cam oluşur. Cam oluşumunu teşvik etmek için iki veya üç molekülden oluşan bir karışımın kullanılması olgunlaşmış bir kavramdır. Ancak çok sayıda molekülün karıştırılmasının cam oluşturma yeteneği üzerindeki etkisi çok az ilgi görmüştür.
Araştırmacılar, tek başına yüksek kırılganlığa sahip olan sekiz kadar farklı perilen molekülünün bir karışımını test etti; bu özellik, malzemenin camı oluşturma kolaylığı ile ilgilidir. Ancak birçok molekülün bir arada karıştırılması kırılganlıkta önemli bir azalmaya yol açar ve ultra düşük kırılganlığa sahip çok güçlü bir cam oluşturucu oluşturur.
“Araştırmamızda yaptığımız camın kırılganlığı çok düşük, bu da en iyi cam oluşturma kabiliyetini temsil ediyor. Sadece herhangi bir organik maddeyi değil aynı zamanda polimerleri ve inorganik maddeleri de (yığın metalik cam gibi) ölçtük. Sonuçlar sıradan camdan bile daha iyidir. Kimya ve Kimya Mühendisliği Bölümünde doktora öğrencisi ve çalışmanın baş yazarı Sandra Hultmark, "Pencere camının cam oluşturma yeteneği, bildiğimiz en iyi cam oluşturuculardan biridir" dedi.
Ürün ömrünü uzatın ve kaynaklardan tasarruf edin
Daha stabil organik camlara yönelik önemli uygulamalar, OLED ekranlar gibi görüntüleme teknolojileri ve organik güneş pilleri gibi yenilenebilir enerji teknolojileridir.
“OLED'ler, ışık yayan organik moleküllerin cam katmanlarından oluşuyor. Sandra Hultmark, "Daha kararlı olmaları OLED'in dayanıklılığını ve sonuçta ekranın dayanıklılığını artırabilir" dedi.
Daha stabil camdan yararlanabilecek bir diğer uygulama ise ilaçlardır. Amorf ilaçlar daha hızlı çözünür, bu da yutulduğunda aktif bileşenin hızla emilmesine yardımcı olur. Bu nedenle birçok ilaçta cam oluşturan ilaç formları kullanılmaktadır. İlaçlar için vitreus materyalinin zamanla kristalleşmemesi hayati önem taşımaktadır. Camsı ilaç ne kadar stabil olursa ilacın raf ömrü de o kadar uzun olur.
Christian Müller, "Daha dayanıklı cam veya yeni cam oluşturma malzemeleriyle çok sayıda ürünün hizmet ömrünü uzatabilir, böylece kaynaklardan ve ekonomiden tasarruf edebiliriz" dedi.
"Xinyuanperilen karışımının ultra düşük kırılganlığa sahip vitrifikasyonu", "Science Advances" bilimsel dergisinde yayınlandı.
Gönderim zamanı: 06 Aralık 2021