8 лет назад
Оригинальный способ укрепления стекла придумали ученые из Канады
Статья канадских ученых, опубликованная в журнале Nature, привлекла внимание многих специалистов. Все дело в том, что они предложил на всеобщее осуждение технологию, позволяющую повышать прочность стекла примерно в двести раз. Чтобы получить такой результат, стекло оснащают системой микротрещин.
Во время исследования инженеры в обычном стекле с помощью лазера проделали систему отверстий, диаметр которых составлял примерно несколько микрон. Все эти отверстия затем заполнили полиуретаном.
Как объяснили ученые, после подобных операций прочность существенно увеличивается. Такое становится возможным только потому, что трещины, которые в обычном стекле неизбежно приводят к его разрушению, в данном случае направляются системой микротрещин.
Исследователи обращают внимание на то, что такое направленное разрушение, как это ни кажется странным, приводит к тому, что края трещин цепляются друг за друга. Тем самым они не дают стеклу дальше разрушаться.
Ученые отметили, что ракушки некоторых моллюсков, как и зубы животных, устроены подобным композитным образом. Сейчас в предлагаемых образцах микротрещины на стекле можно обнаружить, как говорится, невооруженным глазом. Однако это ничуть не смущает исследователей, поскольку они уверены, что можно добиться уменьшения размера трещин.
Это один из многих экспериментов со свойствами стекла. В начале минувшего года физиками Йельского университета была разработана теория пластичности, позволяющая получать мягкие стекла, которые не бьются. Эта теория объясняет, как скорость охлаждения материала влияет на его механические свойства. С работой ученых можно ознакомиться, так как они опубликовали в журнале Nature Communications статью.
Расчеты ученых показали, что ключевой фактор, который влияет на механические свойства аморфного материала, — это не его химический состав, а скорость охлаждения. Это означает, что материалы, которые медленно охлаждаются, более хрупкие. Зато путем скоростного охлаждения аморфный материал, какого бы он ни был состава, можно сделать пластичным.
Ученые во время исследования в основном сосредоточились на металлическом стекле- аморфном материале, который получен из сплава нескольких металлов. Оно отличается от обычного металла. Это металлическое стекло хуже проводит электричество. Зато оно, имеющее равномерную структуру и без каких-либо дефектов, надежно противостоит коррозии. Оно пластично. И потому у него часто прочность значительно большая.
И теперь металлическое стекло нашло применение преимущественно в хирургии для изготовления протезов. Остается добавить, что теорию, которую создали физики, можно использовать не только к металлическому стеклу. Она подойдет и к любому аморфному материалу.
Статьи
Новости