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美团队用锌及有机化合物打造出新型玻璃柔韧性更高_亚搏app下载地址

传统的石英玻璃是由二氧化硅(SiO2)所做成的,而工业化还带给了运用硼、聚合物和金属等材料做成的各式玻璃,近期国外团队研发出有一种由金属和有机化合物做成的全新玻璃类型「ZIF-62」,这种新材料不仅比旧有类型更容易构成玻璃,同时也具备更高的柔韧性。除了构成原子的区别,ZIF-62与二氧化硅玻璃的四面体结构大致相同,中心的锌(zinc)原子被两种有机化合物环绕,这两种有机化合物分别是imidazolate和benzimidazolate。

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本文摘要:传统的石英玻璃是由二氧化硅(SiO2)所做成的,而工业化还带给了运用硼、聚合物和金属等材料做成的各式玻璃,近期国外团队研发出有一种由金属和有机化合物做成的全新玻璃类型「ZIF-62」,这种新材料不仅比旧有类型更容易构成玻璃,同时也具备更高的柔韧性。除了构成原子的区别,ZIF-62与二氧化硅玻璃的四面体结构大致相同,中心的锌(zinc)原子被两种有机化合物环绕,这两种有机化合物分别是imidazolate和benzimidazolate。

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传统的石英玻璃是由二氧化硅(SiO2)所做成的,而工业化还带给了运用硼、聚合物和金属等材料做成的各式玻璃,近期国外团队研发出有一种由金属和有机化合物做成的全新玻璃类型「ZIF-62」,这种新材料不仅比旧有类型更容易构成玻璃,同时也具备更高的柔韧性。除了构成原子的区别,ZIF-62与二氧化硅玻璃的四面体结构大致相同,中心的锌(zinc)原子被两种有机化合物环绕,这两种有机化合物分别是imidazolate和benzimidazolate。不论是哪种类型的玻璃,为了维持表面平滑,生产过程中都得十分慎重保持平衡,多数材料必需在冷却至熔融后很快加热,才能呈现出非晶(Amorphous)的形式,而这种材料在焠火时构成玻璃的能耐之后被称作「玻璃构成能力」(glass-formingability,GFA)。

团队在研究过程找到,随着重新加入的benzimidazolate越少,玻璃构成能力也就越少,截至目前为止,二氧化硅玻璃是未知具备玻璃构成能力的构成,但团队指出,ZIF-62将不会重写这项纪录,它早已多达了50种现有的玻璃类型,甚至比硅基玻璃更加柔软。尽管如此,ZIF-62目前仍有一些问题必须解决问题。现有玻璃的制作过程获益于数千年的改进,互为较之下ZIF-62还正处于研究的早期阶段,还无法与之竞争。

▲传统玻璃的制程早已经过多次改进。(Source:pixabay)为了生产这种新型态的玻璃,团队必需再行制备有机化合物,然后将其与含水硝酸锌(hydrouszincnitrate)和溶剂混合,接着冷却到大约800°F(427°C)并保持一段时间才能几乎熔融,但当温度超过980°F(527°C)时,它则将不会开始冷却。团队目前早已运用光谱学和X光仔细观察了一些材料特性,也对ZIF-62的光学和机械性能展开了一些测量,其中一些测试还是在纽约康宁公司(Corning)已完成,但目前仍有许多内容尚待理解。

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研究作者之一的JohnC.Mauro回应,这种材质的玻璃十分精致,尽管他们早已确认了它的玻璃构成能力和一些能力,但我们还没几乎理解它所有的材料特性,“我们还必须研究如何将制作过程限于于量产。”团队预计未来还将持续研究其他的金属有机玻璃配方,还包括潜在的钴基玻璃(cobalt-based),这项研究目前已发布在《科学进展》(ScienceAdvances)期刊中。


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