Staklo sa kojim smo najviše upoznati i najviše dolazimo u dodir je napravljeno od silicijum dioksida, uz korišćenje materijala kao što su bor, polimeri i metali. Sada je međunarodni tim naučnika razvio potpuno novu klasu stakla, napravljenu od metaloorganskih jedinjenja. Ovi novi materijali formiraju staklo lakše od drugih vrsta i mnogo su savitljiviji.
Novo metaloorgansko staklo je napravljeno od cinka i dva organska jedinjenja (imidazolat i benzimidazolat). Materijal ima istu strukturu atoma kao silikatno staklo, i formira oblik piramide sa atomom cinka u centru i četiri molekula organskih jedinjenja koja ga okružuju. Istraživači su svoj pronalazak nazvali ZIF-62.
Slika 1. ZIF-62 (foto: Wavebreakmedia/Depositphotos)
Jedna od karakteristika stakla je njegova glatka, nekristalna struktura, što je rezultat veoma pažljivog balansiranja u toku proizvodnje. Nezavisno od korišćenja izvornog materijala potrebno ga je zagrejati do tečnog stanja, nakon čega se vrlo brzo ohladi, tako da kristali nemaju vremena da se formiraju. Sposobnost formiranja stakla materijala je određena njegovom osobinom nekristalizacije.
Tradicionalno, poznato je da silikatno staklo ima najbolju sposobnost formiranja stakla, ali sudeći prema timu, ZIF-62 ga je pobedio. Zapravo, ono je prevazišlo 50 postojećih vrsta stakla i daleko je bolje od stakla zasnovanog na silikatnom staklu. Poboljšavajući recept, istraživači su otkrili da se dodavanjem benzimidazolata stvara bolja sposobnost formiranja stakla.
Ipak, još uvek postoje teškoće koje se moraju prevazići. Proces proizvodnje silikatnog stakla koristi se hiljadama godina, pa se ZIF-62 teško može takmičiti sa njim u ovoj ranoj fazi. Da bi se napravilo novo metaloorgansko staklo, organska jedinjenja prvo treba sintetizovati, a zatim pomešati sa cink nitratom i rastvaračem. Nakon toga se sve treba zagrejati na oko 427°C dovoljno dugo da se potpuno istopi, ali ukoliko dostigne 527°C počeće da isparava.
Slika 1. Struktura atoma ZIF-62 (foto: Ang Qiao/Penn State)
Pronalaženje načina da se poveća proizvodnja je ključni pravac budućeg rada, kao i dobijanje više informacija o samom staklu. Do sada su istraživači eksperimentisali sa optičkim i mehaničkim svojstvima ZIF-62, ali ima još mnogo toga da se uči, kažu iz tima.
„Ova klasa stakla je toliko nova, da dok smo utvrdili sposobnost formiranja stakla i nekoliko drugih svojstava, nismo u potpunosti definisali sve njegove materijalne osobine", kaže John C. Mauro, koautor studije koja opisuje novi materijal.
Dodatna studija će ispitati i druge recepte metaloorganskog stakla, uključujući potencijalno staklo na bazi kobalta.
Istraživanje je objavljeno u časopisu „Science Advances“.
