O 15 de outubro, os investigadores da Universidade Tecnolóxica de Chalmers en Suecia crearon con éxito un novo tipo de vidro ultra estable e duradeiro con posibles aplicacións, incluíndo medicina, pantallas dixitais avanzadas e tecnoloxía de células solares. O estudo demostrou que como mesturar varias moléculas (ata oito á vez) pode producir un material que teña tan bo rendemento como os mellores axentes formadores de vidro coñecidos actualmente.
O vidro, tamén coñecido como "sólido amorfo", é un material sen unha estrutura ordenada de longo alcance: non forma cristais. Por outra banda, os materiais cristalinos son materiais con patróns moi ordenados e repetitivos.
O material que adoitamos chamar "vidro" na vida diaria baséase principalmente en sílice, pero o vidro pode estar feito de moitos materiais diferentes. Por iso, os investigadores sempre están interesados en atopar novas formas de fomentar que diferentes materiais formen este estado amorfo, o que pode levar ao desenvolvemento de novos lentes con propiedades melloradas e novas aplicacións. A nova investigación publicada recentemente na revista científica "Science Advances" supón un importante paso adiante para a investigación.
Agora, simplemente mesturando moitas moléculas diferentes, de súpeto abrimos o potencial para crear novos e mellores materiais de vidro. Os que estudan moléculas orgánicas saben que usar unha mestura de dúas ou tres moléculas diferentes pode axudar a formar vidro, pero poucos poden esperar que engadir máis moléculas conseguirá resultados tan excelentes", dirixiu o equipo de investigación. O profesor Christian Müller do Departamento de Química e Enxeñaría Química da Universidade de Ulms dixo.
Mellores resultados para calquera material de formación de vidro
Cando o líquido arrefría sen cristalizar, fórmase vidro, proceso chamado vitrificación. O uso dunha mestura de dúas ou tres moléculas para promover a formación de vidro é un concepto maduro. Non obstante, o efecto de mesturar un gran número de moléculas sobre a capacidade de formar vidro recibiu pouca atención.
Os investigadores probaron unha mestura de ata oito moléculas de perileno diferentes, que por si soas teñen unha alta fragilidade; esta característica está relacionada coa facilidade coa que o material forma vidro. Pero mesturar moitas moléculas leva a unha redución significativa da fraxilidade e forma un formador de vidro moi forte cunha fragilidade ultra baixa.
"A fraxilidade do vidro que fixemos na nosa investigación é moi baixa, o que representa a mellor capacidade de formación de vidro. Non só medimos calquera material orgánico, senón tamén polímeros e materiais inorgánicos (como o vidro metálico a granel). Os resultados son aínda mellores que o vidro común. A capacidade de formación de vidro do vidro da fiestra é un dos mellores formadores de vidro que coñecemos", dixo Sandra Hultmark, estudante de doutoramento no Departamento de Química e Enxeñaría Química e autora principal do estudo.
Prolonga a vida útil do produto e aforra recursos
Aplicacións importantes para o vidro orgánico máis estable son as tecnoloxías de visualización como as pantallas OLED e as tecnoloxías de enerxía renovable como as células solares orgánicas.
"Os OLED están compostos por capas de vidro de moléculas orgánicas emisoras de luz. Se son máis estables, pode aumentar a durabilidade do OLED e, en definitiva, a durabilidade da pantalla", explicou Sandra Hultmark.
Outra aplicación que pode beneficiarse dun vidro máis estable son as drogas. Os fármacos amorfos disolvense máis rápido, o que axuda a absorber rapidamente o ingrediente activo cando se inxiren. Polo tanto, moitos fármacos utilizan formas de fármacos formadores de vidro. Para os medicamentos, é vital que o material vítreo non cristalice co paso do tempo. Canto máis estable sexa a droga vítrea, maior será a vida útil da droga.
"Con vidro máis estable ou novos materiais de formación de vidro, podemos estender a vida útil dun gran número de produtos, aforrando así recursos e economía", dixo Christian Müller.
"A vitrificación da mestura de Xinyuanperileno cunha fragilidade ultra baixa" foi publicada na revista científica "Science Advances".
Hora de publicación: Dec-06-2021