Nuevo Vidrio

El vidrio con el que estamos más familiarizados está elaborado a base de dióxido de silicio, pero también se utilizan otros  materiales como el boro, polímeros y metales. Ahora, un equipo internacional de científicos ha desarrollado una nueva clase de vidrio hecho de compuestos orgánicos de metal. Estos nuevos materiales forman vidrio más fácilmente y son mucho más flexibles que otros tipos.

El nuevo vidrio de metal está hecho de zinc y dos compuestos orgánicos, conocidos como imidazol y bencimidazol. El material tiene la misma estructura atómica que el vidrio de sílice, formando una pirámide con un átomo de zinc en el centro y cuatro moléculas de los compuestos orgánicos que lo rodean. Los investigadores llamaron a su creación ZIF-62.

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El proceso de producción de vidrio implica que, cualquiera sea el material de origen utilizado, debe calentarse hasta que se funda y luego enfriarse muy rápido para que los cristales no tengan tiempo de formarse. La forma en que un material evita la cristalización se conoce como su capacidad de formación de vidrio.

Se sabe que el vidrio de sílice tiene la mejor capacidad de formación de vidrio, pero según los investigadores, ZIF-62 lo ha superado. De hecho, superó a 50 tipos de vidrio existentes y es mucho más flexible que el vidrio a base de sílice.

Al ajustar la receta, los investigadores descubrieron que cuanto más benzimidazolato agregaban, mejor se hacía la capacidad de formación de vidrio del material.

Para hacer el nuevo vidrio orgánico de metal, primero se deben sintetizar los compuestos orgánicos, luego se deben mezclar con nitrato de zinc hidratado y un solvente. Luego, todo se debe calentar a aproximadamente 427 ° centigrados (800 ° F).

Los investigadores analizaron algunas propiedades de los materiales usando una variedad de enfoques espectroscópicos y difracción de rayos X. También midieron las propiedades mecánicas y la transmisión óptica del vidrio fundido.

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El investigador John C. Mauro, del Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales de la Universidad Estatal de Pensilvania, y coautor de un estudio, indica: “Esta familia de vidrios es tan nueva que, aunque hemos determinado su capacidad de formación y algunas otras propiedades, no hemos caracterizado completamente todas sus propiedades materiales. También es necesario investigar cómo ampliar este proceso para la fabricación a nivel industrial.”

Encontrar formas de aumentar la producción es un aspecto clave que se debe resolver en el futuro próximo, así como aprender más sobre el vidrio en sí. Hasta ahora, los investigadores han experimentado con las propiedades ópticas y mecánicas del ZIF-62, pero aún queda mucho por descubrir.

Referencia: A metal-organic framework with ultrahigh glass-forming ability. Science Advances, 2018. DOI: 10.1126/sciadv.aao6827

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