Видання Phys.org опублікувало дослідження, присвячене винайденню скла із керованими механічними властивостями.

Група дослідників з Університету Тренто (Італія) досліджувала внутрішню напругу колоїдних систем, домігшись повноцінного контролю механічних властивостей скла. Завдяки цьому цілком ймовірне винайдення нових надміцних матеріалів. Наприклад, лінзи в об’єктивах фотоапаратів та автомобільні вікна — два різні типи скла. В них різний ступінь прозорості та різна структура. Саме тому лінзи розбиваються як посуд, на великі частинки, а автомобільне скло кришиться.

Структура колоїдного скла під мікроскопом.

Так відбувається через показник внутрішньої напруги скла, яку науковці навчилися зводити до мінімуму або максимуму. Коригуючи цей показник, дослідники зможуть пристосовувати матеріал до конкретних умов і потреб, ба навіть до «вічного» застосування.

Природа скла така, що воно має внутрішню напругу ще на етапі формування, і дотепер науковці з трудом знаходили можливості її редагування. Другий феномен скла полягає у тому, що його «історія напруги» впливає на подальшу будову, у такий спосіб зміцнюючи матеріал.

Найкращим прикладом є т. зв. «голландська сльоза» — експеримент з охолодження розплавленого скла у холодній воді. Як бачите, утворюється крапля, верхівка якої витримує потужні удари молотком. Утім, крапля розлетиться на шматочки, якщо лишень трошки надломити її хвіст.

Потрапляючи до води, зовнішня поверхня краплі охолоджується і миттєво твердне. Внутрішній простір застигає, тому й голова краплі залишається міцною.

З урахуванням подібних досліджень науковці з Тренто зосередилися на колоїдному склі. Воно складається з мікроскопічних часточок, подрібнених у розчині, які можуть формувати компактне тверде тіло. Після декількох експериментів науковцям вдалося створити колоїдне скло з односпрямованою напругою — вона накопичується у самому матеріалі.

«Уявіть шибки, які, попри напругу, можуть не руйнуватися століттями. Для цього потрібно лише навчитися контролювати напругу детальніше».

Джуліо Монако, директор кафедри фізики Університету Тренто

Показник GFA, себто склоутворювальна здатність — це властивість рідини уникати кристалізації під час охолодження. Науковці з Тренто нарешті дійшли до нового класу утворювачів скла MOF, із досі невідомими динамічними та термодинамічними властивостями. Утім, шкляні системи, відкриті цього року, вже дозволяють людству перейти на новий етап виробництва шкляних матеріалів із каркасом ZIF-62 — з найкращим GFA-показником з усіх відомих нам шкляних форм.

Підтримайте Токар
50 грн.

10% середньостатистичної статті,
або ж пів дня роботи нашого сервера

Підтримати
Ось вона, нагода стати причетним до розвитку незалежних медіа!
Коменти