Незламне скло — Надхнені перламутром роблені тріщини підвищили ударостійкість скла

Канадські матеріалознавці знайшли спосіб позбавити скло його головного недоліку — крихкості. Вони звернулися до перламутру, мічність якому забезпечує композитний стрій з поєднання шарів карбонату кальцію і еластичного біополімеру, та спробували перетворити і скло на такий шаруватий матеріал. Мікрометрові скляні первні поєднали з акриловою смолою так, щоб повторити стрій черепашок. У висліді вони отримали мічний матеріал, у якому можна налагодити прозорість, про що повідомили у Science.

То яке скло отримали вчені?

Для виконання всіх механооптичних вимог, у своїй роботі дослідники вибрали скляні первні, з вмістом діоксиду кремнію від 64 до 70 відсотків, мікрометрового розміру в якості цеглинок, і акрилову смолу для м'якої матриці. Акрилова смола, тобто органічне скло — це аморфний полімер, який легко полімеризується і піддається деформації, а також володіє прозорістю. Однак оскільки показники оптичного заломлення у оргскла і скла не зовсім збігаються, вченим довелося додати фенантрен. Щоб домогтися мічної і безвадної межі розділу між склом і оргсклом, поверхню також додатково обробили силанами. Підготовлені оргскло і скляну крихту потім змішали та відосереднили, щоб вирівняти його і забезпечити високу об'ємну частку включень скла. На заключному щаблі, щоб полімеризувати акрил, композит протягом двох годин відпалювали при температурі у сто градусів Цельсія.
с
У висліді вчені отримали скло, яке володіє мічністю на вигин з тиском до 140 мегапаскалей, можливістю деформуватися на 3 відсотки, пропускати світло і зупиняти поширення тріщин. Так він перевершує хімічно занаджені скла, адже володіє вищими значеннями ударної в'язкості, показує, що будь-яка тріщина зустрічатиме дедалі сильніший опір з боку матеріалу, а тому не вплине на загальну мічність. Отриманий матеріал може бути корисний для створення більш мічних дисплеїв для смартфонів, адже його легко мірувати до більших розмірів.

У майбутній роботі дослідники замірюються вивчити способи зміни цвіту і теплопровідності такого скла. А раніше дослідники у гонитві за підвищенням стійкості до розбивання, скло вперше об'єднали з металоорганічними кістяками і так зробили його більш пластичним та механічно тривкішим за звичайне скло. Але лише зовсім нещодавно вченим вдалося з’ясувати причину його мічності.