નવા અતિ-સ્થિર અને ટકાઉ કાચનું "ઉત્તમ" શું છે

15મી ઑક્ટોબરે, સ્વીડનની ચાલમર્સ યુનિવર્સિટી ઑફ ટેક્નૉલૉજીના સંશોધકોએ દવા, અદ્યતન ડિજિટલ સ્ક્રીન અને સોલાર સેલ ટેક્નૉલૉજી સહિતની સંભવિત એપ્લિકેશનો સાથે સફળતાપૂર્વક એક નવા પ્રકારનો અતિ-સ્થિર અને ટકાઉ કાચ બનાવ્યો છે. અભ્યાસ દર્શાવે છે કે કેવી રીતે બહુવિધ પરમાણુઓને મિશ્રિત કરવા (એક સમયે આઠ સુધી) એવી સામગ્રી ઉત્પન્ન કરી શકે છે જે હાલમાં જાણીતા શ્રેષ્ઠ કાચ બનાવતા એજન્ટો જેટલું સારું પ્રદર્શન કરે છે.

ગ્લાસ, જેને "અમૂર્ફ ઘન" તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે, તે લાંબા અંતરની ઓર્ડરવાળી રચના વિનાની સામગ્રી છે - તે સ્ફટિકો બનાવતી નથી. બીજી બાજુ, સ્ફટિકીય સામગ્રી એ અત્યંત ક્રમાંકિત અને પુનરાવર્તિત પેટર્નવાળી સામગ્રી છે.

રોજિંદા જીવનમાં આપણે જે સામગ્રીને સામાન્ય રીતે "ગ્લાસ" કહીએ છીએ તે મોટાભાગે સિલિકા પર આધારિત હોય છે, પરંતુ કાચ ઘણી બધી વિવિધ સામગ્રીમાંથી બને છે. તેથી, સંશોધકો હંમેશા આ આકારહીન સ્થિતિની રચના કરવા માટે વિવિધ સામગ્રીઓને પ્રોત્સાહિત કરવાના નવા રસ્તાઓ શોધવામાં રસ ધરાવે છે, જે સુધારેલ ગુણધર્મો અને નવી એપ્લિકેશનો સાથે નવા ચશ્માના વિકાસ તરફ દોરી શકે છે. વૈજ્ઞાનિક જર્નલ "સાયન્સ એડવાન્સિસ" માં તાજેતરમાં પ્રકાશિત થયેલ નવું સંશોધન સંશોધન માટે એક મહત્વપૂર્ણ પગલું રજૂ કરે છે.

હવે, ઘણા જુદા જુદા પરમાણુઓનું મિશ્રણ કરીને, અમે અચાનક નવી અને વધુ સારી કાચ સામગ્રી બનાવવાની સંભાવના ખોલી છે. જેઓ કાર્બનિક પરમાણુઓનો અભ્યાસ કરે છે તેઓ જાણે છે કે બે અથવા ત્રણ જુદા જુદા અણુઓના મિશ્રણનો ઉપયોગ કરીને કાચ બનાવવામાં મદદ કરી શકે છે, પરંતુ થોડા લોકો અપેક્ષા રાખી શકે છે કે વધુ અણુઓ ઉમેરવાથી આવા ઉત્તમ પરિણામો પ્રાપ્ત થશે," સંશોધન ટીમે સંશોધનનું નેતૃત્વ કર્યું. ઉલ્મ્સ યુનિવર્સિટીના રસાયણશાસ્ત્ર અને કેમિકલ એન્જિનિયરિંગ વિભાગના પ્રોફેસર ક્રિશ્ચિયન મુલરે જણાવ્યું હતું.

કોઈપણ કાચ બનાવતી સામગ્રી માટે શ્રેષ્ઠ પરિણામો

જ્યારે પ્રવાહી સ્ફટિકીકરણ વિના ઠંડુ થાય છે, ત્યારે કાચ બને છે, જે પ્રક્રિયાને વિટ્રિફિકેશન કહેવાય છે. કાચની રચનાને પ્રોત્સાહન આપવા માટે બે કે ત્રણ અણુઓના મિશ્રણનો ઉપયોગ એક પરિપક્વ ખ્યાલ છે. જો કે, કાચની રચના કરવાની ક્ષમતા પર મોટી સંખ્યામાં પરમાણુઓના મિશ્રણની અસર પર ઓછું ધ્યાન આપવામાં આવ્યું છે.

સંશોધકોએ આઠ જેટલા જુદા જુદા પેરીલીન પરમાણુઓના મિશ્રણનું પરીક્ષણ કર્યું, જેમાં એકલા જ ઉચ્ચ બરડપણું છે - આ લાક્ષણિકતા સામગ્રી કાચની રચના કરતી સરળતા સાથે સંબંધિત છે. પરંતુ ઘણા પરમાણુઓને એકસાથે ભેળવવાથી બરડપણુંમાં નોંધપાત્ર ઘટાડો થાય છે અને અતિ-નીચી બરડતા સાથે ખૂબ જ મજબૂત કાચ બનાવે છે.

“અમે અમારા સંશોધનમાં બનાવેલા કાચની બરડતા ખૂબ ઓછી છે, જે શ્રેષ્ઠ કાચ બનાવવાની ક્ષમતા દર્શાવે છે. અમે માત્ર કોઈપણ કાર્બનિક સામગ્રી જ નહીં પરંતુ પોલિમર અને અકાર્બનિક સામગ્રી (જેમ કે બલ્ક મેટાલિક ગ્લાસ) પણ માપી છે. પરિણામો સામાન્ય કાચ કરતાં પણ વધુ સારા છે. વિન્ડો ગ્લાસની કાચ બનાવવાની ક્ષમતા એ આપણે જાણીએ છીએ તે શ્રેષ્ઠ કાચ બનાવનારાઓમાંની એક છે," સાન્દ્રા હલ્ટમાર્ક, રસાયણશાસ્ત્ર અને કેમિકલ એન્જિનિયરિંગ વિભાગમાં ડોક્ટરલ વિદ્યાર્થી અને અભ્યાસના મુખ્ય લેખકે જણાવ્યું હતું.

ઉત્પાદન જીવન વધારો અને સંસાધનો બચાવો

વધુ સ્થિર ઓર્ગેનિક ગ્લાસ માટે મહત્વની એપ્લિકેશનો ડિસ્પ્લે ટેક્નોલોજીઓ જેવી કે OLED સ્ક્રીન અને રિન્યુએબલ એનર્જી ટેક્નોલોજીઓ જેમ કે ઓર્ગેનિક સોલાર સેલ છે.

"OLEDs પ્રકાશ ઉત્સર્જન કરતા કાર્બનિક અણુઓના કાચના સ્તરોથી બનેલા છે. જો તેઓ વધુ સ્થિર હોય, તો તે OLED ની ટકાઉપણું અને આખરે ડિસ્પ્લેની ટકાઉપણું વધારી શકે છે," સાન્દ્રા હલ્ટમાર્કે સમજાવ્યું.

અન્ય એપ્લિકેશન કે જે વધુ સ્થિર કાચથી લાભ મેળવી શકે છે તે દવાઓ છે. આકારહીન દવાઓ ઝડપથી ઓગળી જાય છે, જે ઇન્જેસ્ટ કરવામાં આવે ત્યારે સક્રિય ઘટકને ઝડપથી શોષવામાં મદદ કરે છે. તેથી, ઘણી દવાઓ કાચ બનાવતી દવા સ્વરૂપોનો ઉપયોગ કરે છે. દવાઓ માટે, તે મહત્વપૂર્ણ છે કે કાચની સામગ્રી સમય જતાં સ્ફટિકીકરણ કરતી નથી. ગ્લાસી દવા જેટલી સ્થિર છે, દવાની શેલ્ફ લાઇફ લાંબી છે.

"વધુ સ્થિર કાચ અથવા નવી કાચ બનાવતી સામગ્રી સાથે, અમે મોટી સંખ્યામાં ઉત્પાદનોની સેવા જીવનને વિસ્તારી શકીએ છીએ, જેનાથી સંસાધનો અને અર્થતંત્રની બચત થાય છે," ક્રિશ્ચિયન મુલરે કહ્યું.

"અલ્ટ્રા-લો બરડપણું સાથે Xinyuanperylene મિશ્રણનું વિટ્રિફિકેશન" વૈજ્ઞાનિક જર્નલ "સાયન્સ એડવાન્સિસ" માં પ્રકાશિત થયું છે.