Διεθνής ομάδα ερευνητών ανέπτυξε νέα κατηγορία γυαλιού, το οποίο βασίζεται σε μέταλλα και οργανικές συνθέσεις, και παρουσιάζει ιδιότητες παρεμφερείς σε αυτές των «συμβατικών» κατηγοριών που ήταν γνωστές μέχρι σήμερα.
Ο σχηματισμός γυαλιού είναι η δυνατότητα ενός υγρού να αποφεύγει την κρυσταλλοποίηση κατά την ψύξη. «Το γυαλί είναι ένα υγρό που πάγωσε και έγινε στερεό υλικό σε μη κρυσταλλική μορφή» λέει ο Τζον Μάουρο, καθηγητής επιστήμης υλικών και μηχανολογίας του Penn State. «Μηχανικά συμπεριφέρεται σαν στερεό, αλλά είναι κάπου ανάμεσα σε υγρό και στερεό».
Το «κλειδί» για τη δημιουργία γυαλιού είναι το λιώσιμο των υλικών- πηγών και μετά η ψύξη τους με τρόπο έτσι ώστε να μη σχηματιστούν κρύσταλλοι. Το κλασικό πυριτικό γυαλί έχει μια δομή τεσσάρων εδρών με πυρίτιο στο κέντρο του και τέσσερα άτομα οξυγόνου στις γωνίες του. Το τετράεδρο είναι μια τριγωνική πυραμίδα, και το κάθε οξυγόνο συνδέεται με άλλο ένα τέτοιο τετράεδρο.
PENN STATE
Το μεταλλικό- οργανικό γυαλί που δημιούργησαν οι ερευνητές χρησιμοποιεί ψευδάργυρο στη θέση του πυριτίου, αλλά επίσης χρησιμοποιεί δύο παρόμοιες, αλλά διαφορετικές συνθέσεις στις γωνίες- ιμιδαζολικό και βενζιμιδαζολικό, που παίρνουν τυχαία τη θέση των ατόμων οξυγόνου στις κορυφές του τετραέδρου. Το γυαλί αυτό είναι πιο δύσκολο να παραχθεί σε σχέση με το κανονικό γυαλί, καθώς πρέπει πρώτα να γίνει η σύνθεση των ενώσεων αυτών, και μετά το μείγμα πρέπει να θερμανθεί σε θερμοκρασία 426 βαθμών Κελσίου.
Ωστόσο, πολλές από τις ιδιότητές του, παρά τα τεστ, δεν έχουν διαπιστωθεί ακόμα, καθώς, όπως σημειώνει ο Μάουρο, «αυτή η “οικογένεια” γυαλιών είναι τόσο νέα που, αν και έχουμε διαπιστώσει τη δυνατότητα σχηματισμού γυαλιών και κάποιες άλλες ιδιότητες, δεν έχουμε βρει και κατηγοριοποιήσει ακόμα όλες τις ιδιότητες του υλικού. Επίσης, χρειάζονται έρευνες πάνω στο πώς θα αυξηθεί η κλίμακα αυτής της διαδικασίας, για κατασκευαστικούς σκοπούς».
Ο σχηματισμός γυαλιού είναι η δυνατότητα ενός υγρού να αποφεύγει την κρυσταλλοποίηση κατά την ψύξη. «Το γυαλί είναι ένα υγρό που πάγωσε και έγινε στερεό υλικό σε μη κρυσταλλική μορφή» λέει ο Τζον Μάουρο, καθηγητής επιστήμης υλικών και μηχανολογίας του Penn State. «Μηχανικά συμπεριφέρεται σαν στερεό, αλλά είναι κάπου ανάμεσα σε υγρό και στερεό».
Το «κλειδί» για τη δημιουργία γυαλιού είναι το λιώσιμο των υλικών- πηγών και μετά η ψύξη τους με τρόπο έτσι ώστε να μη σχηματιστούν κρύσταλλοι. Το κλασικό πυριτικό γυαλί έχει μια δομή τεσσάρων εδρών με πυρίτιο στο κέντρο του και τέσσερα άτομα οξυγόνου στις γωνίες του. Το τετράεδρο είναι μια τριγωνική πυραμίδα, και το κάθε οξυγόνο συνδέεται με άλλο ένα τέτοιο τετράεδρο.
PENN STATE
Το μεταλλικό- οργανικό γυαλί που δημιούργησαν οι ερευνητές χρησιμοποιεί ψευδάργυρο στη θέση του πυριτίου, αλλά επίσης χρησιμοποιεί δύο παρόμοιες, αλλά διαφορετικές συνθέσεις στις γωνίες- ιμιδαζολικό και βενζιμιδαζολικό, που παίρνουν τυχαία τη θέση των ατόμων οξυγόνου στις κορυφές του τετραέδρου. Το γυαλί αυτό είναι πιο δύσκολο να παραχθεί σε σχέση με το κανονικό γυαλί, καθώς πρέπει πρώτα να γίνει η σύνθεση των ενώσεων αυτών, και μετά το μείγμα πρέπει να θερμανθεί σε θερμοκρασία 426 βαθμών Κελσίου.
Ωστόσο, πολλές από τις ιδιότητές του, παρά τα τεστ, δεν έχουν διαπιστωθεί ακόμα, καθώς, όπως σημειώνει ο Μάουρο, «αυτή η “οικογένεια” γυαλιών είναι τόσο νέα που, αν και έχουμε διαπιστώσει τη δυνατότητα σχηματισμού γυαλιών και κάποιες άλλες ιδιότητες, δεν έχουμε βρει και κατηγοριοποιήσει ακόμα όλες τις ιδιότητες του υλικού. Επίσης, χρειάζονται έρευνες πάνω στο πώς θα αυξηθεί η κλίμακα αυτής της διαδικασίας, για κατασκευαστικούς σκοπούς».
