超眼镜

研究人员在美国威斯康星 - 麦迪逊大学和芝加哥大学已经找到新的方法来生产超眼镜,近亲图为琥珀。这样的眼镜,其现在可以在使用气相沉积法威斯康星大学化学教授标记ediger的实验室中创建的,具有可被用于产生的技术上vauable材料的新类的品质。

技术上有价值的超眼镜可在数天或数小时产生对应于那些已经老化了几千年的性质,计算和实验室研究证实。

Professor 马克ediger老化使更高品质的玻璃材料,因为它们已经慢慢走向一个更加稳定的分子进化的条件。这种演变可能需要数千或数百万年,但制造商必须提高工作效率。更好地了解如何在芝加哥大学眼镜的年龄和发展,研究人员和美国威斯康星大学麦迪逊分校,包括化学教授武装 马克ediger,提高在通过气相沉积过程在分子水平设计一个新的类材料的可能性。

“在尝试与年龄眼镜的工作,例如,人们已经研究琥珀,说:”胡安·巴勃罗,在分子理论和模拟,化学和生物工程的前威斯康星大学麦迪逊分校教授,芝加哥的刘氏家族大学教授。 “琥珀是已经老化了数百万年的玻璃,但你不能工程化材料。你得到你会得到什么。”德巴勃罗和威斯康星大学麦迪逊分校的合着者sadanand辛格和ediger报告他们的最新发现(一月6,2013自然材料的)问题。

超眼镜能找到生产更强的金属和更快的作用的药物的潜在应用。后者可能听起来令人吃惊,但是药物与超玻璃的无定形分子结构可以在储存过程中避免结晶并在血液中比具有半结晶结构的药物更迅速地递送。非晶态金属,同样地,是高冲击的应用不是因为它们的强度更大晶体金属更好。

自然材料的论文描述辛格计算机模拟,博士生在化学工程在威斯康星大学麦迪逊分校,与德巴勃罗进行后续从ediger实验室一些有趣的结果。

ediger,像研究者几十年来在他之前,已经通过在真空室中气相沉积生长已经材料。在这个过程中,眼镜被创建时的样品材料被加热,然后蒸发并最终冷凝并生长顶上的实验表面。

几年前,他发现种植被保持在一定的温度范围内表现出更稳定,比普通玻璃的表面上的眼镜。以前的研究者必须生长在相同的温度条件下的材料,但没有认识到他们的所作所为的意义,ediger说。

ediger推测,这些不断增长的条件下,这是他比作俄罗斯方块游戏机下眼镜,给人分子有机会自行安排到一个更稳定的配置。但他需要辛格和德巴勃罗的计算机模拟,以确认他的怀疑,他实际上已经产生了高度进化,普通玻璃,而不是一个全新的材料。

“有一个在电脑上制作这些材料,因为你必须结构直接访问的兴趣,因此,你可以确定分子的排列和你测量的物理性质之间的关系,说:”德巴勃罗,谁加入的大学芝加哥的分子工程今年早些时候新的研究所。

有挑战,不过,模拟计算机上的眼镜演变。科学家可以在实验室每秒一度的速度冷却玻璃状物质,但最慢的计算研究只能模拟以每秒100亿度的速度冷却。 “我们不能凉了任何慢,因为计算将永远拿”德巴勃罗说。

“它已被认为到现在为止,有一个玻璃和分子结构的机械特性之间没有相关性;不知怎的,一个玻璃的特性是“隐藏”的地方,并且没有明显的结构性特征,”德巴勃罗说。

“我们发现这里实际上有差异,它只是你必须创造更好的玻璃材料。一旦你创建这些材料,你看到的结构,普通和稳定的玻璃之间的差异是明显存在与实际发音。”

超稳定眼镜实现其的方式稳定性类似于在俄罗斯方块最有效的填充,multishaped目的,在各种配置中,从该屏幕的顶部雨每个包括四个正方形。

“这有点像我在沉积设备下雨下到该表面上的分子,目标是完美包装膜,不留下任何空隙,” EDIGER说。

俄罗斯方块的目的是,使得它们包入在屏幕的底部的一个完美紧图案操纵件。 “不同的是,当你玩游戏,你必须积极地操纵件,以建立一个良好的固体包装,” EDIGER说。 “在气相沉积,自然不会包装我们。”

但在俄罗斯方块和实验一样,当物体或分子下降过快,结果是包装不当,空隙千疮百孔的模式。

“在实验中,如果你用雨水顺着分子过快或选择在其中有一个在表面上没有流动性的低温,那么这一招行不通,” EDIGER说。 “这将是喜欢拍照的奇形块一桶,只是在地板上倾倒他们。会有各种各样的空洞和缝隙的,因为作品没有任何机会找到打包的好方法“。

新研究由美国资助美国国家科学基金会。

由史蒂夫故事科普斯,芝加哥大学