Формирующая стакан способность – способность жидкости избежать кристаллизации во время охлаждения.«Стекло – жидкость, замороженная в подобный телу материал в непрозрачной форме», сказал Джон К. Мауро, преподаватель материаловедения и разработки, Государственного университета Пенсильвании. «Механически это ведет себя как тело, но это где-нибудь между жидкостью и телом».Ключ к созданию стекла должен расплавить исходные материалы и затем так или иначе суметь охладить их так, чтобы никакие кристаллы не формировались.
Один способ сделать это быстрым охлаждением или подавлением. Это сокращает время, доступное для кристаллов, чтобы сформироваться из-за быстрого температурного снижения.У основного стекла кварца есть четырехгранная структура с кремнием в центре и четырех атомах кислорода в углах.
Четырехгранник – треугольная пирамида. Каждый кислород свойственен другому сосредоточенному на кремнии четырехграннику.Металлически-органический стакан исследователи произвели цинк замен для кремния, но используют два подобных, но различных органических соединения в углах – imidazolate и benzimidazolate.
Эти органические молекулы беспорядочно занимают место атомов кислорода в углах четырехгранника.У стакана кварца была лучшая формирующая стакан способность всех очков, пока исследователи не синтезировали основанного на цинке металлически-органического стекла ZIF-62, исследователи сообщили сегодня (9 марта) онлайн в Научных Достижениях. Они заметили это, чем больше benzimidazolate соединилось в металлическую/органическую структуру, тем лучше формирующая стакан способность.
Более вязкие жидкости с самыми большими лигандами имеют тенденцию сопротивляться кристаллизации лучшее.У ZIF-62 есть лучшая формирующая стакан способность 50 существующих стаканов и в то время как стандартное стекло кварца хрупкое, металлически-органический стакан намного более гибкий, который может также добавить к его формирующей стакан способности.
Основанное на цинке органическое стекло более трудно произвести, чем стакан кварца, потому что органические соединения imidazolate и benzimidazolate сначала должны быть синтезированы, смешаны с hydrous цинковым нитратом и растворителем. Смесь тогда тает на уровне приблизительно 800 градусов по Фаренгейту.Температура важна, потому что смесь должна таять полностью, но не достигнуть приблизительно 980 градусов по Фаренгейту, на уровне которого пункта испарится литой стакан.Исследователи посмотрели на некоторые свойства материалов, используя множество спектроскопических подходов и дифракции рентгена.
Они также измерили механические свойства литого стекла и оптическую передачу. Некоторые из этих тестов были сделаны в Corning Inc., в Гранулировании, Нью-Йорк.«Эта семья очков столь новая, что, в то время как мы определили ее формирующую стакан способность и несколько других свойств, мы не полностью характеризовали все ее свойства материала», сказал Мауро. «Там также потребности быть исследованием, в как к увеличению масштаба этот процесс для производства».
Исследователи также хотели бы определить другие металлически-органические комбинации, чтобы сделать различные очки. Они затем планируют посмотреть на основанный на кобальте стакан.