研究发表在美国国家科学院院刊亚博老虎机网登录描述了一种新型的薄膜液体，它形成高密度玻璃。
本研究中产生的结果由宾夕法尼亚化学部门进行的研究人员进行，展示了这些眼镜和其他类似材料的制造方式是更密集和更稳定的，提供通过更好的设计开发新的应用和设备的框架。亚博网站下载
当它被冷却到其运动停滞的温度时，通常通过凝固或落下的液体来产生玻璃。玻璃的结构与液相非常类似于液相，但其性质类似于固体，类似于晶体。
制成超薄，纳米级膜的眼镜广泛用于OLED显示器和光纤等应用。但是，当这些类型的眼镜被制成薄膜时，即使在冷温度下，它们也像液体一样行事，并且所得材料可以容易产生液滴形成或结晶，这限制了可能的最小特征的尺寸。
为了制造更好的玻璃，研究人员使用气相沉积而不是冷却液体来制造玻璃。在气相沉积中，一种材料直接从气体变为固体。虽然这种方法使研究人员能够制造出更致密的大块玻璃，但最初认为用这种方法制备的玻璃薄膜可以它们具有相同的液体性质，会导致降解和不稳定。
但最近在Zahra Fakhraai实验室工作的博士毕业生Yi Jin进行了实验，发现事实并非如此。“易建联不断地发现不同的属性，没有一个数据是有意义的，所以我们深入挖掘，直到有足够的数据来拼凑出一张图片。”法赫赖说。
Jin花了几年进行详细的实验，从改变玻璃基板，性质和沉积速率，以确保其所有设备彻底清洁以排除污染或实验误差。app亚博体育
在进行了所有需要的控制实验后，研究人员惊讶地发现，当使用气相沉积时，他们可以获得一种不同类型的液体，加热后会发生相变，变成典型的块状液体。相变是指物质从一种状态(气体、液体或固体)转变为另一种状态。这两种液体具有不同的结构，类似于石墨烯和金刚石，它们都是由碳制成的固体，但以非常不同的固体形式存在
“无处可去的地方有很多有趣的财产，没有人认为在薄膜中，你可以看到这些阶段，”法赫赖说。“这是一种新型的材料。”
通过气相沉积，研究人员可以制造出非常致密的薄膜玻璃，与这种新液相的堆积相对应，其密度远高于在不施加巨大压力的情况下所预测的可能密度。这些玻璃的薄膜的密度值甚至可以高于晶体。
为了证实他们所看到的，研究人员还利用布鲁克海文国家实验室的设备获得了详细的结构信息，显示了单个分子是如何被包装的。这一分析帮助研究人员确认，他们看到的不仅仅是一个晶体，而是玻璃中的一个全新相。app亚博体育
迄今为止，基于他们收集的数据的另一个假设是访问这种独特阶段的能力是由于玻璃'几何形状，这意味着这项工作也可能对其他类型的材料产生影响。亚博网站下载“我们正在开发的材料正试图缩小规模。亚博网站下载”Jin谈到了他目前在材料科学行业的工作。亚博网站下载亚博老虎机网登录“从我们在眼镜中看到的东西来看，其他材料也可能出现有趣的现象，比如通常用于半导体的金属材料。”亚博网站下载
Fakhrai的实验室的研究人员已经努力了解后续实验，以了解有关导致这种独特阶段过渡的关键参数的更多信息。这包括在沉积过程中研究薄膜，并在相位过渡区域上“放大”，以了解更多关于这种新发现的现象。Fakhrai说，这项工作对于整个眼镜来说，这项工作也至关重要，在那里仍然可以在可能为应用程序和新技术中开发新材料的预测平台之间进行断开连接。亚博网站下载
“要包装Moderna或辉瑞疫苗，你需要一种温度非常低且不会破碎的玻璃，而这项技术的存在是对我们如何设计大块玻璃机械的呼喊，“ 她说。“我们希望这一基本的理解能激发更多的应用，并能更好地设计具有类似改进性能的薄膜玻璃。如果能理解薄膜的结构-性能关系，我们可以通过设计做得更好。”
完整的作者名单包括金毅，艾希张，Sarah E. Wolf，Shivajee Govind，Alex R. Moore，Ahmad Arabi Shamsabadi，和Zahra Fakhraai从宾夕法尼亚大学和Zahra Fakhraai和来自布鲁克海文国家实验室。
本研究得到了美国国家科学基金会DMREF 1628 407和DMR-172053亚博老虎机网登录0和能源合同DE-SCH1212704的支持。
来源：https://www.upenn.edu/