Вдохновлено природой — ученые создают новый тип высокопрочного стекла

14.10.2024

Самое прочное стекло из всех известных, разработанное учеными Университета Макгилла, было спроектировано на основе анализа раковин моллюсков.

Сверхпрочное стекло, предположительно, является утерянным изобретением времен правления римского императора Тиберия Цезаря. Согласно популярным историческим свидетельствам римских авторов Гая Плиния Секунда и Петрония, изобретатель принес императору чашу для питья, сделанную из этого материала. Когда чашу подвергли испытанию, чтобы разбить ее, она только помялась, а не раскололась.

После того, как изобретатель поклялся, что он единственный, кто знает, как производить материал, Тиберий казнил человека, опасаясь, что стекло обесценит золото и серебро, потому что оно может быть более ценным. Если эти сведенья несут долю правды, то, скорее всего, недавно открытая технология была известна в те далекие времена.

Вдохновленные природой, ученые создали новый композитный материал из стекла и акрила, имитирующий перламутр. Его свойства могут сделать материал невероятно популярным.

Источник: Allen Ehrlicher.
(A) микроструктура композитного стекла и (B) микроструктура перламутра.

Ученые из Университета Макгилла разработали более прочное и жесткое стекло, вдохновленное внутренним слоем раковин моллюсков. Вместо того, чтобы разбиться при ударе, новый материал обладает упругостью, как пластик, и в будущем может быть использован для улучшения экранов смартфонов, а также для других целей.

Хотя такие методы, как закалка и ламинирование, могут помочь укрепить стекло, они дороги и перестают работать после повреждения поверхности. До сих пор существовал компромисс между высокой прочностью, ударной вязкостью и прозрачностью. Новый материал не только в три раза прочнее обычного стекла, но и более чем в пять раз более устойчив к излому.

Ученые взяли за основу внутреннюю структуру перламутра и воспроизвели ее со слоями стеклянных хлопьев и акрила, получив исключительно прочный, но непрозрачный материал, который можно производить легко и недорого. Затем они пошли еще дальше, чтобы сделать композит оптически прозрачным. Настроив показатель преломления акрила, они заставили его плавно слиться со стеклом, чтобы получился действительно прозрачный композит.

В качестве следующих шагов исследователи планируют улучшить материал, включив интеллектуальную технологию, позволяющую стеклу изменять свои свойства, такие как цвет, форма и проводимость.

Теги: