Greg McKenna, Horn Professor en de John R. Bradford-leerstoel in de afdeling Chemical Engineering aan het Edward E. Whitacre Jr. College of Engineering van de Texas Tech University, heeft zijn artikel gepubliceerd, "Het testen van het paradigma van een ideale glasovergang:dynamiek van een ultrastabiel polymeerglas, " in het journaal wetenschappelijke vooruitgang . De resultaten van het papier druisen in tegen al lang bestaande theorieën.

"Het werk is eigenlijk een uitdaging voor theorieën over de glasovergang, "Zei McKenna. "Dat is heel belangrijk, want als je in een vliegtuig vliegt, en de onderdelen zijn gemaakt met op polymeer gebaseerde composieten, je zou willen kunnen voorspellen hoe lang ze gaan duren en dit effectiever doen. Om dit te doen, je moet de juiste theorieën hebben over de materialen die je gebruikt. Het is echt fundamenteel, maar er zijn ook toegepaste problemen bij betrokken."

Om de theorie te testen, McKenna en zijn voormalige afgestudeerde student, Heedong Yoon, die in mei afstudeerde en als eerste auteur op de krant staat, een materiaal ontdekt dat doet alsof het honderden miljoenen jaren oud is, ook al is het technisch gezien een nieuw materiaal.

"We ontdekten dat we een dampafzetting konden doen - een proces waarbij een polymeermateriaal in een damptoestand wordt gedwongen en bij een kenmerkende temperatuur op een substraat wordt gecondenseerd, waar chemische reactie of omzetting plaatsvindt om een ​​vast materiaal te vormen - in dit geval een amorf Teflon-glas, "Zei McKenna. "Het bleek dat dit glas zich in een staat bevond alsof het er al 100 miljoen jaar was. De uitdaging was echter dat we er maar een paar maakten, hoogstens, microgram, soms nanogrammen, van materiaal. We wilden de dynamiek van deze materialen testen, maar hoe doen we dat?"

Het antwoord werd gevonden in een paper uit 2005, voormalig professor in de chemische technologie van Texas Tech, Paul O'Connell en McKenna, gepubliceerd in het tijdschrift Wetenschap .

"Het blijkt dat, in 2005, we hadden dit onderzoek om een ​​andere reden gedaan, om materialen op nanoschaal te bestuderen, "Zei McKenna. "Dus we hebben een methode genaamd de Texas Tech Nanobubble Inflation Method, een experimentele techniek voor het meten van de visco-elastische eigenschappen van ultradunne polymeerfilms. We hebben dat kunnen aanpassen om deze nanogram-hoeveelheden materiaal te testen. Wat we ontdekten was dat we de visco-elastische respons konden karakteriseren, of de dynamiek van het materiaal, helemaal tot aan de Kauzmann-temperatuur, of ideale glastemperatuur.

"We waren in staat om aan te tonen dat de theorieën van de glasovergang, waarvan we zeggen divergeren, zijn fout. Deze theorieën circuleren al sinds de jaren twintig van de vorige eeuw. Er zijn mensen die onze resultaten echt niet leuk vinden, omdat het indruist tegen wat algemeen bekend is en ook al bijna 100 jaar wordt getheoretiseerd."

De bevindingen van McKenna kunnen mensen die polymeren maken, helpen hun gedrag in langdurige toepassingen beter te voorspellen.

"Als ingenieurs gesofisticeerd willen zijn in hun ontwerpen van vliegtuigen en het gebruik van deze materialen voor geavanceerde toepassingen, zoals naar Mars gaan, dan moeten ze echt weten hoe de polymeren met de tijd evolueren, ' zei McKenna. 'Als het goed is wat we hebben gedaan, het betekent dat de polymeren sneller evolueren dan mensen denken, en daar moeten ze echt rekening mee houden bij het ontwerpen van materialen voor alles, van micro-elektronica en auto's tot geavanceerde ruimtevaartuigen - wanneer prestaties op de lange termijn nodig zijn."