Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Kemi

Ubrydeligt glas inspireret af muslingeskaller

(A) Glaskomposit (uden indeksmatchingsstrategi til venstre og med indeksmatchning til højre), (B) Glaskomposits mikrostruktur, (C) Udsigt over det nacreøse lag i rød abalone shell, og (D) Nacres mikrostruktur. Kredit:McGill University

Forskere fra McGill University udvikler stærkere og hårdere glas, inspireret af det indre lag af bløddyrskaller. I stedet for at knuse ved stød, det nye materiale har plastikens elasticitet og kan bruges til at forbedre mobiltelefonskærme i fremtiden, blandt andre applikationer.

Mens teknikker som hærdning og laminering kan hjælpe med at forstærke glas, de er dyre og fungerer ikke længere, når overfladen er beskadiget. "Indtil nu var der afvejninger mellem høj styrke, sejhed, og gennemsigtighed. Vores nye materiale er ikke kun tre gange stærkere end det normale glas, men også mere end fem gange mere brudresistent, "siger Allen Ehrlicher, en lektor i Institut for Bioingeniør ved McGill University.

Naturen som designmester

Henter inspiration fra naturen, videnskabsmanden skabte et nyt glas- og akrylkompositmateriale, der efterligner nacre eller perlemor. "Naturen er en mester i design. At studere strukturen af ​​biologiske materialer og forstå, hvordan de fungerer, giver inspiration, og nogle gange tegninger, for nye materialer, «siger Ehrlicher.

"Overraskende, nacre har stivhed af et stift materiale og holdbarhed af et blødt materiale, giver det det bedste fra begge verdener, "forklarer han." Den er lavet af stive stykker kridtlignende stof, der er lagdelt med bløde proteiner, der er meget elastiske. Denne struktur giver enestående styrke, gør det 3000 gange hårdere end de materialer, der sammensætter det. "

Forskerne tog arkitekturen af ​​nacre og replikerede det med lag af glasflager og akryl, giver et usædvanligt stærkt, men alligevel uigennemsigtigt materiale, der kan fremstilles let og billigt. De gik derefter et skridt videre for at gøre kompositten optisk gennemsigtig. "Ved at justere brydningsindekset for akryl, vi fik det til at blande problemfrit med glasset for at lave en virkelig gennemsigtig komposit, "siger hovedforfatter Ali Amini, en postdoktor hos McGill. Som næste trin planlægger de at forbedre det ved at indarbejde smart teknologi, så glasset kan ændre dets egenskaber, såsom farve, mekanikere, og ledningsevne.

(A) Glaskomposits mikrostruktur og (B) Nacres mikrostruktur. Kredit:McGill University

Tabt opfindelse af fleksibelt glas

Fleksibelt glas er angiveligt en tabt opfindelse fra tiden for den romerske kejser Tiberius Cæsars regering. Ifølge populære historiske beretninger af romerske forfattere Gaius Plinius Secundus og Petronius, opfinderen bragte en drikkeskål fremstillet af materialet for kejseren. Da skålen blev testet for at bryde den, den bulede kun i stedet for at knuse.

Efter at opfinderen svor, at han var den eneste person, der vidste, hvordan man producerede materialet, Tiberius lod manden henrette, frygter, at glasset ville devaluere guld og sølv, fordi det kan være mere værdifuldt.

"Når jeg tænker på historien om Tiberius, Jeg er glad for, at vores materielle innovation fører til offentliggørelse frem for eksekvering, «siger Ehrlicher.


Varme artikler