No dia 15 de outubro, pesquisadores da Universidade de Tecnologia Chalmers, na Suécia, criaram com sucesso um novo tipo de vidro ultraestável e durável com aplicações potenciais, incluindo medicina, telas digitais avançadas e tecnologia de células solares.O estudo mostrou que a mistura de múltiplas moléculas (até oito de cada vez) pode produzir um material com desempenho tão bom quanto os melhores agentes formadores de vidro conhecidos atualmente.
O vidro, também conhecido como “sólido amorfo”, é um material sem estrutura ordenada de longo alcance – não forma cristais.Por outro lado, os materiais cristalinos são materiais com padrões altamente ordenados e repetitivos.
O material que costumamos chamar de “vidro” no dia a dia é principalmente à base de sílica, mas o vidro pode ser feito de muitos materiais diferentes.Portanto, os pesquisadores estão sempre interessados em encontrar novas formas de estimular diferentes materiais a formarem esse estado amorfo, o que pode levar ao desenvolvimento de novos vidros com propriedades aprimoradas e novas aplicações.A nova pesquisa publicada recentemente na revista científica “Science Advances” representa um importante avanço para a pesquisa.
Agora, simplesmente misturando muitas moléculas diferentes, de repente abrimos o potencial para criar novos e melhores materiais de vidro.Aqueles que estudam moléculas orgânicas sabem que usar uma mistura de duas ou três moléculas diferentes pode ajudar a formar o vidro, mas poucos podem esperar que a adição de mais moléculas alcance resultados tão excelentes”, a equipe de pesquisa liderou a pesquisa.Disse o professor Christian Müller, do Departamento de Química e Engenharia Química da Universidade de Ulms.
Melhores resultados para qualquer material formador de vidro
Quando o líquido esfria sem cristalização, forma-se o vidro, processo denominado vitrificação.A utilização de uma mistura de duas ou três moléculas para promover a formação de vidro é um conceito maduro.No entanto, o efeito da mistura de um grande número de moléculas na capacidade de formar vidro tem recebido pouca atenção.
Os pesquisadores testaram uma mistura de até oito moléculas diferentes de perileno, que por si só apresentam alta fragilidade - característica relacionada à facilidade com que o material forma vidro.Mas a mistura de muitas moléculas leva a uma redução significativa na fragilidade e forma um formador de vidro muito forte com fragilidade ultrabaixa.
“A fragilidade do vidro que produzimos 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 de janela é um dos melhores formadores de vidro que conhecemos”, disse Sandra Hultmark, estudante de doutorado no Departamento de Química e Engenharia Química e principal autora do estudo.
Prolongue a vida útil do produto e economize 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 de camadas de vidro de moléculas orgânicas emissoras de luz.Se forem mais estáveis, podem aumentar a durabilidade do OLED e, em última análise, a durabilidade do display”, explicou Sandra Hultmark.
Outra aplicação que pode se beneficiar de um vidro mais estável são os medicamentos.Os medicamentos amorfos dissolvem-se mais rapidamente, o que ajuda a absorver rapidamente o ingrediente ativo quando ingeridos.Portanto, muitos medicamentos utilizam formas medicamentosas formadoras de vidro.Para medicamentos, é vital que o material vítreo não cristalize com o tempo.Quanto mais estável for o medicamento vítreo, maior será o prazo de validade do medicamento.
“Com vidros mais estáveis ou novos materiais formadores de vidro, podemos prolongar a vida útil de um grande número de produtos, economizando assim recursos e economia”, disse Christian Müller.
“A vitrificação da mistura Xinyuanperileno com fragilidade ultrabaixa” foi publicada na revista científica “Science Advances”.
Horário da postagem: 06/12/2021