Opdagelsen af en ny type glas med ganske særlige egenskaber har vakt opsigt og fået videnskabelige medier til at tale om revolutionerende nye anvendelsesmuligheder. Professor Yuanzheng Yue fra glasforskergruppen på Aalborg Universitet spiller en nøglerolle i det internationale samarbejde bag fundet.
- Rent kemisk kan glas inddeles i tre familier: Uorganisk glas, organisk glas og metallisk glas. Men sammen med forskere fra Europa, Kina og Japan har vi opdaget et fjerde helt nyt medlem af familien, som er et hybridglas af organisk-uorganisk glas. Det åbner et videnskabeligt og teknologisk felt, hvor der vil komme meget spændende forskning i fremtiden, forklarer Yuanzheng Yue fra Institut for Kemi og Biovidenskab.
Det nye hybridglas er baseret på en bestemt type kemiske forbindelser (kaldet metal-organic frameworks eller MOF), hvor metal-ioner er knyttet sammen af organiske bindinger. Det resulterer i et hybridglas med hulrum og porøse egenskaber, som fx gør det egnet til at opsamle og lagre bestemte gasarter. Glasset kan også designes til at have et stort potentiale inden for såkaldt fotonik til fx optisk telekommunikation og avanceret måleapparatur.
Smelter i stedet for at brænde op
De anvendte metal-organiske strukturer minder om mineralet zeolit, der findes i porøs aluminiumsilikat og blandt andet bruges som lugtfjerner. Det store scoop består i, at forskergruppen har været i stand til at kombinere sig frem til en formel og en fremgangsmåde, så resultatet smelter og antager glastilstand. I de fleste tilfælde brænder de bare op eller opløses, men med det rette kemiske design og omhyggeligt kontrolleret opvarmning har forskergruppen vist, at de kan få det til at smelte i argongas og derefter nedkøle det forholdsvis hurtigt, så det antager glas-tilstand. På den måde bliver der skabt et helt nyt materiale.
- En af de vigtige missioner nu bliver at opskalere produktionen. Hvis glasset bliver varmebehandlet til at krystallisere, som vi ønsker det, kan vi fintune glasporernes størrelse og struktur til målrettede anvendelser, siger Yuanzheng Yue, der har udført en stor del af de bagvedliggende DSC-eksperimenter (Differential Scanning Calorimeter) i Aalborg Universitets laboratorier. Det avancerede udstyr gør det muligt at nærstudere materialers reaktion og dynamik under opvarmning og nedkøling.
Flere mysterier venter
Resultaterne er blevet offentliggjort af det ansete videnskabelige tidsskrift Nature Communications, og det har ført til stor interesse for hybridglasset både fra andre forskere og industrien. Men der er stadig mange uafdækkede områder, som videre forskning skal kaste lys over, understreger Yuanzheng Yue:
- Først og fremmest skal mekanismen bag dannelsen af MOF-glas afdækkes. Vi har for eksempel ikke forstået det generelle princip bag, hvorfor nogle MOF’er kan smelte, før de går i opløsning, mens andre ikke kan. Vi skal have klarlagt overgangene mellem de forskellige tilstande i MOF-glas, og det kan samtidig give os en dybere generel indsigt i de forskellige overgange mellem glasarters faser, siger Yuanzheng Yue.
Også i det arbejde vil Aalborg Universitets nærmeste samarbejdspartner blive en forskergruppe på University of Cambridge, som er stærke på MOF-materialer, mens Aalborg-forskerne har indgående kendskab til glas i alle afskygninger.
Yderligere oplysninger
- Opdagelsen af det nye hybride glas og metoden til at fremstille det blev først offentliggjort af det ansete videnskabelige tidsskrift Nature Communications.
- Phys.org og ChemistryWorld er blandt de toneangivende fagmedier, som også har omtalt det.
- Glasforskerne i Aalborg arbejder tæt sammen med FIHM Group (Functional Inorganics and Hybrid Materials) på University of Cambridge og kollegerne Dr. Thomas D. Bennett, professor Anthony Cheetham og professor Neville Greaves.
Kontakt
- Professor Yuanzheng Yue (download foto), Institut for Kemi og Biovidenskab, tlf. 9940 8522.
- Videnskabsjournalist Carsten Nielsen, Aalborg Universitet, mobil 2340 6554.
