科學(xué)家研制出新型玻璃 采用金屬有機化合物打造
傳統(tǒng)玻璃的主要成分是二氧化硅,但是看過《星際迷航》的朋友或許記得其中提到過的某種“透明鋁”材料。雖然“科幻照進現(xiàn)實”的事情不常有,但是最近,一個國際科學(xué)家小組還是取得了一項突破 —— 打造了一種基于鋅的“金屬有機化合物玻璃”。這種材料叫做 ZIF-62,結(jié)構(gòu)式為被咪唑鈉(imidazolate)和苯并咪唑(benzimidazolate)分子包圍的一個鋅原子。 ZIF-62 是一種金屬有機化合物(1 金屬原子 + 2 種類型的有機化合物) 熟悉玻璃工藝的朋友們,或許對制造過程中摻雜的硼、聚合物、以及金屬有一點印象。但是賓夕法尼亞州立大學(xué)的最新研究,卻是打造了一種全新的玻璃類型。 值得一提的是,這種新材料不僅更易形成玻璃、柔韌性更強、而且與石英玻璃擁有相同的金字塔形原子結(jié)構(gòu)。(鋅在頂點,旁邊連結(jié)了四個有機化合物) 按照學(xué)界的定義,“玻璃”必須足夠平滑、非晶體結(jié)構(gòu),因此在生產(chǎn)過程中必須非常小心地做到平衡。無論使用何種材料,都必須先加熱到融化的程度、然后迅速冷卻(這樣才不會有晶體的形成)。 換言之,某種材料擁有避免結(jié)晶的方法,即被認作有形成玻璃的能力。傳統(tǒng)工藝上,硅玻璃擁有最佳的玻璃形成能力。但是研究人員支出,ZIF-62 的性能更加優(yōu)異。 實際上,ZIF-62 的特性,已經(jīng)超越了現(xiàn)有的 50 種玻璃,并且比硅基玻璃更加柔韌。通過調(diào)整配方,研究人員發(fā)現(xiàn),苯并咪唑(benzimidazolate)添加得越多、材料的玻璃形成能力就越佳。 |