Et forskerteam fra Aalborg Universitet har skabt større forståelse for brud og revner i glas, der tilhører en ny familie af mikroporøse glasmaterialer kaldet MOF-glas (metal-organisk netværk glas). Den nye viden vil være en vigtig brik, når materialerne fremover skal bruges til nye, praktiske formål. De såkaldte MOF-glas, hvis mekaniske egenskaber undersøges i studiet, er en ny familie af glasmaterialer, der er dannet ved smeltning. De blev opdaget af et internationalt hold for fem år siden med Yuanzheng Yue som hovedopfinder. Den nye glasfamilie består af en metal-organisk struktur (metal-organic frameworks eller MOF), der kan danne en væsentlig mere porøs struktur end traditionelle glasmaterialer. Forskerteamet påviser i de nye undersøgelser, hvordan MOF-glas reagerer ved forskellige ydre påvirkninger.

»Den ny viden er afgørende for at kunne identificere nye muligheder og begrænsninger for anvendelsen af de forskellige typer af glas. Det er vigtigt at forstå de mekaniske egenskaber for alle disse anvendelser – blandt andet i forhold til, hvor pålideligt materialerne er over tid,« udtaler professor MSO Morten Mattrup Smedskjær. Resultaterne har derfor stor betydning for forståelsen af revnedannelser og brud i glasmaterialer og er netop blevet publiceret i de to videnskabelige tidsskrifter PNAS og Nature Communications.

»Vi har fokuseret på brudsejhed af MOF-glas ved at teste glassets evne til at modstå udbredelse af revner. MOF-glas er et hybridmateriale, der består af en blanding af organiske og uorganiske komponenter. Vores studier har vist, at bruddet igennem materialerne kun sker gennem de svage zink-nitrogen koordinationsbindinger, der forbinder de to komponenter. Dette giver en meget lav brudsejhed,« forklarer Morten Mattrup Smedskjær.

Forskerteamet peger i artiklerne på, at et nyt MOF-glas desuden udviser overraskende og unormal revnedannelse, når man sammenligner det med de allerede kendte glasfamilier. Der dannes for eksempel områder med meget høj lokal deformation, hvilket igen kan tilskrives de særlige zink-nitrogen koordinationsbindinger. Den nye viden giver Yuanzheng Yue og kolleger håb om, at man vil kunne anvende MOF-glas til flere interessante formål i fremtiden.

»Det kunne være som materiale til gas-indfangning eller som vært for medicin eksempelvis i forbindelse med radionuklider til direkte bestråling i kroppen. Glassene kombinerer høj lastningskapacitet med mulighed for kemisk funktionalisering og langsommere medicinfrigivelse i forhold til MOF-krystaller,« forklarer Yuanzheng Yue.

Af Ida Eriksen, Københavns Universitet, Kilde: Cell Press Structure, Vol. 27, ISS. 7, P1071-1081.