O vidro pode ser sintetizado através de uma nova transformação de fase "cristal-líquido-vidro". Os materiais cristalinos podem ser ajustados para obter as propriedades desejadas, como melhor transferência de massa e propriedades ópticas, por meio de química de coordenação e princípios de design de química de grade.



No entanto, como induzir a desordem estrutural local de materiais cristalinos para alcançar a transição vítrea permanece um desafio porque a maioria deles sofre decomposição antes de derreter.

No sistema de estrutura metal-orgânica, a exploração de estados vítreos é limitada a alguns compostos modelo, como ZIF-4, ZIF-62 e ZIF-8. É necessário quebrar a limitação de metais e ligantes no processo "cristal-líquido-vidro" e desenvolver a via de síntese de vidro de materiais cristalinos universais.

Em um estudo publicado na Angewandte Chemie International Edition , um grupo de pesquisa liderado pelo Prof. Fang Weihui do Instituto Fujian de Pesquisa sobre a Estrutura da Matéria da Academia Chinesa de Ciências relatou os anéis moleculares de alumínio fundíveis com fluorescência e propriedades ópticas não lineares.

Inspirados nas características de misturas profundas de solventes eutéticos (DES) envolvendo depressões significativas nos pontos de fusão em comparação com seus componentes constituintes puros, os pesquisadores projetaram e sintetizaram os primeiros exemplos de aglomerados oxo de alumínio fundível por meio de dopagem de rede com DESs em nível molecular.

Este tipo de composto de anel molecular passa por um processo cristal-líquido-vidro após aquecimento. As abundantes e fortes ligações de hidrogênio entre o anel molecular de alumínio, os componentes do DES e o solvente da rede na estrutura são consideradas a causa raiz do ponto de fusão mais baixo. Este método de ligação por dopagem em rede fornece um método geral de preparação para o desenvolvimento de vidros aglomerados.

Os pesquisadores determinaram as mudanças na composição dos compostos antes e depois da fusão e têmpera por métodos modernos de caracterização e monitoramento de temperatura in situ (TG-IR-MS). Eles tentaram misturar o solvente DES com um anel Al8 vazio por dopagem física, e não encontraram nenhum fenômeno de fusão na mistura após o aquecimento, o que comprova a importância da dopagem do componente DES na rede, ou seja, o componente DES forma uma estrutura "supracluster". com anel molecular de alumínio.

Devido à plasticidade do “material macio” do vidro cluster, os pesquisadores exploraram sua usinabilidade e propriedades ópticas. Eles prepararam o filme de vidro sem bolhas por um método simples de "prensagem a quente" sob pressão atmosférica e mantiveram bem a luminescência e o efeito não linear de terceira ordem semelhante ao do cristal original.

A formação deste filme de vidro aglomerado não requer meios mistos adicionais, o que é diferente do método tradicional de colagem de substrato, revelando as vantagens do vidro aglomerado.

Este estudo demonstra o potencial do vidro relacionado ao alumínio, preparado pelo terceiro metal mais abundante na crosta terrestre, para o desenvolvimento sustentável. A estratégia que combina o anel molecular de alumínio e o componente líquido iônico supera a limitação do metal e do tipo ligante de cristal de vidro e fornece uma abordagem melhor para o estudo do "vidro cristal-líquido".

Mais informações: San-Tai Wang et al, Anéis Moleculares de Alumínio Meltáveis ​​com Fluorescência e Propriedades Ópticas Não Lineares, Angewandte Chemie Edição Internacional (2024). DOI:10.1002/anie.202400161
Fornecido pela Academia Chinesa de Ciências