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科学家发现全新未知液相,有望制备出更薄的液晶显示屏

前瞻网    2021-07-29 19:02

 

科学家发现全新未知液相,有望制备出更薄的液晶显示屏

在人类不断将材料推向极限的过程中,可能会发生奇怪的事情——近日,专门研究超薄、高密度玻璃开发的科学家发现了以前未知的液体相。他们在PNAS期刊上报告了这一发现。

这些类型的玻璃以多种方式使用,包括用于 OLED 显示器和光纤,但它们可能存在稳定性问题。正是通过努力解决这些问题,这种不同类型的材料才得以诞生。

至关重要的是,新发现的液相有望制造出比以前的材料更稳定、更致密的薄玻璃——这一进展可以开辟使用玻璃的不同方式,甚至是全新类型的设备。

宾夕法尼亚大学的物理学家 Zahra Fakhraai 说: “有很多有趣的特性突然冒出来,没有人想到在薄膜中你能看到这些相。”

玻璃是一种非常特殊的材料,通常在液体凝固时形成。虽然它的特性变得很像固体,但玻璃的内部结构与液相相比没有太大变化。对于科学家来说,这仍然是一个迷人的转变。

在超薄玻璃的情况下,这种转变很难在不遇到结晶等问题的情况下进行管理,尤其是在更大的规模上。薄玻璃比正常情况保留了更多的液体特性,这会导致不稳定和退化。

在其他玻璃中,使用一种称为气相沉积的技术——将气体直接转化为液体——而不是冷却液体,但目前尚不清楚这是否有助于薄玻璃。

在这项新研究中,研究人员花了数年时间进行实验,以确定气相沉积实际上会减少薄玻璃的一些类似液体的特性。正是通过这个过程,发现了新的液相——一种不同于生产这种玻璃时观察到的正常液相。

“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,”法赫拉伊说。

后续实验证实了单个分子被包装成一种结构,这种结构不是晶体而是其他东西。根据相的几何形状,研究人员认为这也可能对其他类型的材料产生影响。

这意味着通过气相沉积和玻璃中新相的液体生产具有更高密度(在某些情况下高于晶体)的超薄玻璃的潜力。

进一步的研究计划确定这种相变是如何发生的,包括仔细观察沉积阶段,它可以帮助科学家解开玻璃的其他一些未解之谜。

“我们希望这种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,” Fakraai 说。“如果理解薄膜中的结构-性能关系,我们可以通过设计做得更好。”

译/前瞻经济学人APP资讯组

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