რა არის "შესანიშნავი" ახალი ულტრა სტაბილური და გამძლე მინა

15 ოქტომბერს, შვედეთის ჩალმერსის ტექნოლოგიური უნივერსიტეტის მკვლევარებმა წარმატებით შექმნეს ახალი ტიპის ულტრა სტაბილური და გამძლე მინა, პოტენციური აპლიკაციებით, მათ შორის მედიცინა, მოწინავე ციფრული ეკრანები და მზის უჯრედების ტექნოლოგია. კვლევამ აჩვენა, რომ მრავალი მოლეკულის შერევით (რვამდე ერთდროულად) შეიძლება წარმოიქმნას მასალა, რომელიც მუშაობს ისევე, როგორც საუკეთესო მინის ფორმირების აგენტები, რომლებიც ამჟამად ცნობილია.

მინა, რომელიც ასევე ცნობილია როგორც "ამორფული მყარი", არის მასალა შორ მანძილზე მოწესრიგებული სტრუქტურის გარეშე - ის არ ქმნის კრისტალებს. მეორეს მხრივ, კრისტალური მასალები არის მასალები უაღრესად მოწესრიგებული და განმეორებადი ნიმუშებით.

მასალა, რომელსაც ყოველდღიურ ცხოვრებაში ჩვეულებრივ "მინას" ვუწოდებთ, ძირითადად სილიციუმზეა დაფუძნებული, მაგრამ მინა შეიძლება დამზადდეს სხვადასხვა მასალისგან. ამიტომ, მკვლევარები ყოველთვის დაინტერესებულნი არიან იპოვონ ახალი გზები, რათა წაახალისონ სხვადასხვა მასალები ამ ამორფული მდგომარეობის შესაქმნელად, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს ახალი სათვალეების შექმნა გაუმჯობესებული თვისებებით და ახალი აპლიკაციებით. ახალი კვლევა, რომელიც ახლახან გამოქვეყნდა სამეცნიერო ჟურნალში "Science Advances" წარმოადგენს მნიშვნელოვან წინგადადგმულ ნაბიჯს კვლევისთვის.

ახლა, მრავალი განსხვავებული მოლეკულის უბრალოდ შერევით, ჩვენ მოულოდნელად გავხსენით ახალი და უკეთესი მინის მასალების შექმნის პოტენციალი. მათ, ვინც ორგანულ მოლეკულებს სწავლობენ, იციან, რომ ორი ან სამი სხვადასხვა მოლეკულის ნარევის გამოყენებამ შეიძლება ხელი შეუწყოს შუშის ფორმირებას, მაგრამ ცოტას შეუძლია მოელოდეს, რომ მეტი მოლეკულის დამატება ასეთ შესანიშნავ შედეგებს მიაღწევს“, - ხელმძღვანელობდა კვლევის ჯგუფი. პროფესორმა კრისტიან მიულერმა ულმსის უნივერსიტეტის ქიმიისა და ქიმიური ინჟინერიის დეპარტამენტიდან განაცხადა.

საუკეთესო შედეგი მინის ფორმირების ნებისმიერი მასალისთვის

როდესაც სითხე გაცივდება კრისტალიზაციის გარეშე, წარმოიქმნება მინა, პროცესი, რომელსაც ეწოდება ვიტრიფიკაცია. ორი ან სამი მოლეკულის ნარევის გამოყენება შუშის ფორმირების ხელშეწყობისთვის მომწიფებული კონცეფციაა. თუმცა, დიდი რაოდენობით მოლეკულების შერევის ეფექტს მინის წარმოქმნის უნარზე მცირე ყურადღება მიექცა.

მკვლევარებმა გამოსცადეს დაახლოებით რვა განსხვავებული პერილენის მოლეკულის ნარევი, რომლებსაც მხოლოდ მაღალი მტვრევადობა აქვთ - ეს მახასიათებელი დაკავშირებულია მასალის შუშის წარმოქმნის მარტივობასთან. მაგრამ მრავალი მოლეკულის ერთმანეთთან შერევა იწვევს მტვრევადობის მნიშვნელოვან შემცირებას და ქმნის ძალიან ძლიერ შუშის ფორმირებას ულტრა დაბალი მტვრევადობით.

”ჩვენს მიერ ჩატარებული კვლევის დროს მინის მტვრევადობა ძალიან დაბალია, რაც წარმოადგენს მინის ფორმირების საუკეთესო უნარს. ჩვენ გავზომეთ არა მხოლოდ ნებისმიერი ორგანული მასალა, არამედ პოლიმერები და არაორგანული მასალები (როგორიცაა ნაყარი მეტალის მინა). შედეგი კი ჩვეულებრივი მინაზე უკეთესია. ფანჯრის შუშის შუშის ფორმირების უნარი ერთ-ერთი საუკეთესო შუშის შემქმნელია, რაც ჩვენ ვიცით“, - თქვა სანდრა ჰულტმარკმა, ქიმიისა და ქიმიური ინჟინერიის დეპარტამენტის დოქტორანტი და კვლევის წამყვანი ავტორი.

გაახანგრძლივეთ პროდუქტის სიცოცხლე და დაზოგეთ რესურსები

უფრო სტაბილური ორგანული მინის მნიშვნელოვანი აპლიკაციებია დისპლეის ტექნოლოგიები, როგორიცაა OLED ეკრანები და განახლებადი ენერგიის ტექნოლოგიები, როგორიცაა ორგანული მზის უჯრედები.

„OLED-ები შედგება სინათლის გამოსხივებული ორგანული მოლეკულების მინის შრეებისგან. თუ ისინი უფრო სტაბილურია, ამან შეიძლება გაზარდოს OLED-ის გამძლეობა და საბოლოოდ ეკრანის გამძლეობა“, - განმარტა სანდრა ჰულტმარკმა.

კიდევ ერთი პროგრამა, რომელიც შეიძლება ისარგებლოს უფრო სტაბილური მინით, არის ნარკოტიკები. ამორფული პრეპარატები უფრო სწრაფად იხსნება, რაც ხელს უწყობს აქტიური ნივთიერების სწრაფად შეწოვას შეყვანისას. ამიტომ, ბევრი პრეპარატი იყენებს შუშის ფორმირების წამლების ფორმებს. წამლებისთვის სასიცოცხლოდ მნიშვნელოვანია, რომ მინისებრი მასალა დროთა განმავლობაში არ კრისტალიზდეს. რაც უფრო სტაბილურია შუშისებრი პრეპარატი, მით უფრო გრძელია პრეპარატის შენახვის ვადა.

„უფრო სტაბილური მინის ან ახალი მინის ფორმირების მასალებით, ჩვენ შეგვიძლია გავაგრძელოთ დიდი რაოდენობით პროდუქტის მომსახურების ვადა, რითაც დავზოგავთ რესურსებს და ეკონომიას“, - თქვა კრისტიან მიულერმა.

"Xinyuanperylene ნარევის ვიტრიფიკაცია ულტრა დაბალი მტვრევადობით" გამოქვეყნდა სამეცნიერო ჟურნალში "Science Advances".