Ar Hydref 15fed, mae ymchwilwyr ym Mhrifysgol Technoleg Chalmers yn Sweden wedi llwyddo i greu math newydd o wydr hynod sefydlog a gwydn gyda chymwysiadau posibl gan gynnwys meddygaeth, sgriniau digidol uwch a thechnoleg celloedd solar.Dangosodd yr astudiaeth y gall sut i gymysgu moleciwlau lluosog (hyd at wyth ar y tro) gynhyrchu deunydd sy'n perfformio cystal â'r cyfryngau ffurfio gwydr gorau sy'n hysbys ar hyn o bryd.
Mae gwydr, a elwir hefyd yn “solet amorffaidd”, yn ddeunydd heb strwythur archebedig hir-amrediad - nid yw'n ffurfio crisialau.Ar y llaw arall, mae deunyddiau crisialog yn ddeunyddiau gyda phatrymau hynod drefnus ac ailadroddus.
Mae'r deunydd yr ydym fel arfer yn ei alw'n “wydr” ym mywyd beunyddiol yn seiliedig yn bennaf ar silica, ond gellir gwneud gwydr o lawer o wahanol ddeunyddiau.Felly, mae gan ymchwilwyr ddiddordeb bob amser mewn dod o hyd i ffyrdd newydd o annog gwahanol ddeunyddiau i ffurfio'r cyflwr amorffaidd hwn, a allai arwain at ddatblygu sbectol newydd gyda gwell eiddo a chymwysiadau newydd.Mae’r ymchwil newydd a gyhoeddwyd yn ddiweddar yn y cyfnodolyn gwyddonol “Science Advances” yn gam pwysig ymlaen i’r ymchwil.
Nawr, trwy gymysgu llawer o wahanol foleciwlau yn unig, fe wnaethom agor yn sydyn y potensial i greu deunyddiau gwydr newydd a gwell.Mae'r rhai sy'n astudio moleciwlau organig yn gwybod y gall defnyddio cymysgedd o ddau neu dri moleciwlau gwahanol helpu i ffurfio gwydr, ond ychydig iawn sy'n gallu disgwyl y bydd ychwanegu mwy o foleciwlau yn cyflawni canlyniadau mor wych, ”arweiniodd y tîm ymchwil yr ymchwil.Dywedodd yr Athro Christian Müller o Adran Cemeg a Pheirianneg Gemegol Prifysgol Ulms.
Canlyniadau gorau ar gyfer unrhyw ddeunydd ffurfio gwydr
Pan fydd yr hylif yn oeri heb grisialu, mae gwydr yn cael ei ffurfio, proses a elwir yn wydreiddiad.Mae defnyddio cymysgedd o ddau neu dri moleciwlau i hyrwyddo ffurfio gwydr yn gysyniad aeddfed.Fodd bynnag, ychydig o sylw a gafodd effaith cymysgu nifer fawr o foleciwlau ar y gallu i ffurfio gwydr.
Profodd yr ymchwilwyr gymysgedd o hyd at wyth moleciwlau perylen gwahanol, sydd â brittleness uchel yn unig - mae'r nodwedd hon yn gysylltiedig â pha mor hawdd y mae'r deunydd yn ffurfio gwydr.Ond mae cymysgu llawer o foleciwlau gyda'i gilydd yn arwain at leihad sylweddol mewn breuder ac yn ffurfio ffurfydd gwydr cryf iawn gyda brittleness uwch-isel.
“Mae brau’r gwydr a wnaethom yn ein hymchwil yn isel iawn, sy’n cynrychioli’r gallu gorau i ffurfio gwydr.Rydym wedi mesur nid yn unig unrhyw ddeunydd organig ond hefyd polymerau a deunyddiau anorganig (fel gwydr metelaidd swmp).Mae'r canlyniadau hyd yn oed yn well na gwydr cyffredin.Mae gallu ffurfio gwydr gwydr ffenestr yn un o'r ffurfwyr gwydr gorau rydyn ni'n ei adnabod, ”meddai Sandra Hultmark, myfyriwr doethuriaeth yn yr Adran Cemeg a Pheirianneg Cemegol ac awdur arweiniol yr astudiaeth.
Ymestyn bywyd cynnyrch ac arbed adnoddau
Cymwysiadau pwysig ar gyfer gwydr organig mwy sefydlog yw technolegau arddangos megis sgriniau OLED a thechnolegau ynni adnewyddadwy megis celloedd solar organig.
“Mae OLEDs yn cynnwys haenau gwydr o foleciwlau organig sy'n allyrru golau.Os ydyn nhw'n fwy sefydlog, fe allai gynyddu gwydnwch yr OLED ac yn y pen draw gwydnwch yr arddangosfa, ”esboniodd Sandra Hultmark.
Cais arall a allai elwa o wydr mwy sefydlog yw cyffuriau.Mae cyffuriau amorffaidd yn hydoddi'n gyflymach, sy'n helpu i amsugno'r cynhwysyn gweithredol yn gyflym wrth ei lyncu.Felly, mae llawer o gyffuriau'n defnyddio ffurfiau cyffuriau sy'n ffurfio gwydr.Ar gyfer cyffuriau, mae'n hanfodol nad yw'r deunydd gwydrog yn crisialu dros amser.Po fwyaf sefydlog yw'r cyffur gwydrog, yr hiraf yw oes silff y cyffur.
“Gyda gwydr mwy sefydlog neu ddeunyddiau ffurfio gwydr newydd, gallwn ymestyn oes gwasanaeth nifer fawr o gynhyrchion, a thrwy hynny arbed adnoddau ac economi,” meddai Christian Müller.
Mae “gwydreiddiad cymysgedd Xinyuanperylene â brau tra isel” wedi’i gyhoeddi yn y cyfnodolyn gwyddonol “Science Advances”.
Amser postio: Rhagfyr-06-2021