Greg McKenna, Horn Professor och John R. Bradford ordförande vid Institutionen för kemiteknik vid Texas Tech Universitys Edward E. Whitacre Jr. College of Engineering, har publicerat sin tidning, "Testa paradigmet för en ideal glasövergång:dynamiken hos ett ultrastabilt polymert glas, " i journalen Vetenskapens framsteg . Uppsatsens resultat går emot långvariga teorier.

"Arbetet utmanar faktiskt teorier om glasövergången, " sa McKenna. "Det är verkligen viktigt för om du flyger på ett flygplan, och delarna är gjorda med polymerbaserade kompositer, du skulle vilja kunna förutsäga hur länge de kommer att hålla och göra det mer effektivt. Att göra så, du måste ha korrekta teorier om de material du använder. Det är verkligen grundläggande, men det har också tillämpade frågor inblandade."

För att testa teorin, McKenna och hans tidigare doktorand, Heedong Yoon, som tog examen i maj och är listad som första författare på tidningen, upptäckt ett material som fungerar som om det är hundratals miljoner år gammalt, även om det tekniskt sett är ett nytt material.

"Vi upptäckte att vi kunde göra en ångavsättning - en process där ett polymermaterial tvingas till ett ångtillstånd och kondenseras på ett substrat vid en signaturtemperatur, där kemisk reaktion eller omvandling äger rum för att bilda ett fast material – i detta fall ett amorft teflonglas, " Sa McKenna. "Det visade sig att detta glas var i ett tillstånd som det hade funnits i 100 miljoner år. Utmaningen var dock att vi bara gjorde ett fåtal, som mest, mikrogram, ibland nanogram, av material. Vi ville testa dynamiken i dessa material, men hur gör vi det här?"

Svaret hittades i en tidning från 2005, tidigare Texas Tech kemiteknikprofessor Paul O'Connell och McKenna publicerad i tidskriften Vetenskap .

"Det visar sig att, under 2005, vi hade gjort den här forskningen av en annan anledning, att studera material på nanoskala, " sa McKenna. "Så vi har en metod som kallas Texas Tech Nanobubble Inflation Method, en experimentell teknik för att mäta de viskoelastiska egenskaperna hos ultratunna polymerfilmer. Vi kunde anpassa det för att testa dessa nanogrammängder av material. Det vi upptäckte var att vi kunde karakterisera det viskoelastiska svaret, eller materialets dynamik, ända ner till Kauzmann-temperaturen, eller idealisk glastemperatur.

"Vi kunde visa att teorierna om glasövergången, som vi säger skilja sig åt, är fel. Dessa teorier har svävat runt sedan 1920-talet. Det finns vissa människor som verkligen inte gillar våra resultat eftersom det strider mot vad som har varit allmänt känt och även teoretiserat i nästan 100 år."

McKennas fynd kan hjälpa människor som gör polymerer att bättre förutsäga deras beteende i långtidsapplikationer.

"Om ingenjörer ska vara sofistikerade i sin design av flygplan och användning av dessa material för avancerade applikationer, som att åka till Mars, då behöver de verkligen veta hur polymererna utvecklas med tiden, " sa McKenna. "Om det vi gjorde är rätt, det betyder att polymererna utvecklas snabbare än vad folk kanske tror, och de måste verkligen ta hänsyn till det när de designar material för allt från mikroelektronik och bilar till avancerade rymdfarkoster – närhelst långsiktig prestanda behövs."