新しい超安定で耐久性のあるガラスの「優れた」とは何ですか

10月15日、スウェーデンのチャーマーズ工科大学の研究者は、医学、高度なデジタルスクリーン、太陽電池技術などの潜在的な用途を備えた、新しいタイプの超安定性と耐久性のあるガラスの作成を成功裏に作成しました。この研究は、複数の分子を（一度に最大8つ）混合する方法が、現在知られている最高のガラス形成剤と同じくらい良い性能を発揮する材料を生成できることを示しました。

「アモルファスソリッド」とも呼ばれるガラスは、長距離秩序化された構造のない材料であり、結晶を形成しません。一方、結晶材料は、高度に秩序化された繰り返しパターンを備えた材料です。

私たちが通常日常生活で「ガラス」と呼ぶ材料は、主にシリカに基づいていますが、ガラスは多くの異なる材料で作ることができます。したがって、研究者は常に、このアモルファス状態を形成するように異なる材料を奨励する新しい方法を見つけることに興味があり、それが改善された特性と新しい用途を備えた新しいメガネの開発につながる可能性があります。科学雑誌「Science Advances」に最近掲載された新しい研究は、研究のための重要な前進を表しています。

今、単に多くの異なる分子を混合するだけで、私たちは突然、新しいより良いガラス材料を作成する可能性を開きました。有機分子を研究する人は、2つまたは3つの異なる分子の混合物を使用するとガラスを形成するのに役立つことを知っていますが、より多くの分子を追加することでそのような優れた結果が得られることを期待できる人はほとんどいません」と研究チームは研究を主導しました。 ULMS大学の化学化学工学部のクリスチャン・ミュラー教授は述べた。

ガラス形成材料の最良の結果

液体が結晶化せずに冷却すると、ガラスが形成されます。これは、ガラス化と呼ばれるプロセスです。ガラス形成を促進するために2つまたは3つの分子の混合物を使用することは、成熟した概念です。しかし、ガラスを形成する能力に対する多数の分子を混合する効果はほとんど注目されていません。

研究者たちは、8つの異なるペリレン分子の混合物をテストしました。これは、その特性が高い脆性性を持っているだけで、材料がガラスを形成する容易さに関連しています。しかし、多くの分子を一緒に混合すると、脆性が大幅に減少し、非常に強いガラスの前者が非常に低いガラスを形成します。

「私たちが研究で作ったガラスの脆性は非常に低く、これは最高のガラス形成能力を表しています。有機材料だけでなく、ポリマーや無機材料（バルクメタリックガラスなど）も測定しました。結果は普通のガラスよりもさらに優れています。化学化学工学部の博士課程の学生であり、研究の主著者であるSandra Hultmark氏は、次のように述べています。

製品の寿命を延ばし、リソースを節約します

より安定した有機ガラスの重要な用途は、OLEDスクリーンなどのディスプレイ技術と有機太陽電池などの再生可能エネルギー技術です。

「OLEDは、発光有機分子のガラス層で構成されています。それらがより安定している場合、OLEDの耐久性を高め、最終的にはディスプレイの耐久性を高める可能性があります」とSandra Hultmarkは説明しました。

より安定したガラスの恩恵を受ける可能性のある別の用途は薬です。アモルファス薬はより速く溶解します。これは、摂取時に有効成分をすばやく吸収するのに役立ちます。したがって、多くの薬物はガラス形成の薬物形態を利用しています。薬物の場合、硝子体物質が時間とともに結晶化しないことが重要です。ガラスの薬が安定しているほど、薬物の貯蔵寿命が長くなります。

「より安定したガラスまたは新しいガラス形成材料を使用すると、多数の製品のサービス寿命を延長することができ、それにより資源と経済を節約できます」とクリスチャンミュラーは言いました。

「Xinyuanperyen混合物のウルトラ低いbrittlenessのガラス化」は、科学雑誌「Science Advances」に掲載されています。