Em 15 de outubro, os pesquisadores da Universidade de Tecnologia de Chalmers, na Suécia, criaram com sucesso um novo tipo de vidro ultra-estável e durável, com aplicações em potencial, incluindo medicina, telas digitais avançadas e tecnologia de células solares. O estudo mostrou que como misturar múltiplas moléculas (até oito por vez) pode produzir um material com desempenho tão bom quanto os melhores agentes de formação de vidro atualmente conhecidos.
O vidro, também conhecido como "sólido amorfo", é um material sem uma estrutura ordenada de longo alcance-não forma cristais. Por outro lado, os materiais cristalinos são materiais com padrões altamente ordenados e repetidos.
O material que geralmente chamamos de "vidro" na vida cotidiana é baseado principalmente em sílica, mas o vidro pode ser feito de muitos materiais diferentes. Portanto, os pesquisadores estão sempre interessados em encontrar novas maneiras de incentivar diferentes materiais para formar esse estado amorfo, o que pode levar ao desenvolvimento de novos óculos com propriedades aprimoradas e novas aplicações. A nova pesquisa publicada recentemente na revista científica “Science Advances” representa um importante passo adiante para a pesquisa.
Agora, simplesmente misturando muitas moléculas diferentes, de repente abrimos o potencial de criar materiais de vidro novos e melhores. Aqueles que estudam moléculas orgânicas sabem que o uso de uma mistura de duas ou três moléculas diferentes pode ajudar a formar vidro, mas poucos podem esperar que a adição de mais moléculas obtenha resultados tão excelentes ”, liderou a equipe de pesquisa. O professor Christian Müller, do Departamento de Química e Engenharia Química da ULMS University.
Melhores resultados para qualquer material de formação de vidro
Quando o líquido esfria sem cristalização, o vidro é formado, um processo chamado vitrificação. O uso de uma mistura de duas ou três moléculas para promover a formação de vidro é um conceito maduro. No entanto, o efeito de misturar um grande número de moléculas na capacidade de formar vidro recebeu pouca atenção.
Os pesquisadores testaram uma mistura de até oito moléculas diferentes de perileno, que por si só têm uma característica de alta fragilidade-essa característica está relacionada à facilidade com que o material forma vidro. Mas misturar muitas moléculas leva a uma redução significativa na fragilidade e forma um antigo de vidro muito forte com fragilidade ultra-baixa.
“A fragilidade do vidro que fizemos em nossa pesquisa é muito baixa, o que representa a melhor capacidade de formação de vidro. Medimos não apenas qualquer material orgânico, mas também polímeros e materiais inorgânicos (como vidro metálico a granel). Os resultados são ainda melhores que o vidro comum. A capacidade de formação de vidro do vidro da janela é um dos melhores formadores de vidro que conhecemos ”, disse Sandra Hultmark, uma estudante de doutorado no Departamento de Química e Engenharia Química e principal autora do estudo.
Estender a vida útil do produto e salvar recursos
Aplicações importantes para vidro orgânico mais estável são tecnologias de exibição, como telas OLED e tecnologias de energia renovável, como células solares orgânicas.
“Os OLEDs são compostos por camadas de vidro de moléculas orgânicas emissoras. Se eles forem mais estáveis, pode aumentar a durabilidade do OLED e, finalmente, a durabilidade da tela ”, explicou Sandra Hultmark.
Outra aplicação que pode se beneficiar de um vidro mais estável são os medicamentos. Os medicamentos amorfos se dissolvem mais rapidamente, o que ajuda a absorver rapidamente o ingrediente ativo quando ingerido. Portanto, muitos medicamentos utilizam formas de drogas formadoras de vidro. Para medicamentos, é vital que o material vítreo não se cristalize com o tempo. Quanto mais estável a droga vítrea, maior a vida útil da droga.
"Com materiais de formação de vidro ou vidro mais estáveis, podemos prolongar a vida útil de um grande número de produtos, economizando recursos e economia", disse Christian Müller.
“A vitrificação da mistura de xinyuanperileno com fragilidade ultra-baixa” foi publicada na revista científica “Science Advances”.
Hora de postagem: dez-06-2021