Создано "несокрушимое" перламутровое стекло
-
Перламутр состоит из кристаллов карбоната кальция, расположенных слоями, подобно кирпичикам в кладке. -
Микроскопическое изображение структуры нового материала (А) и натурального перламутра (В).
-
Перламутр состоит из кристаллов карбоната кальция, расположенных слоями, подобно кирпичикам в кладке. -
Микроскопическое изображение структуры нового материала (А) и натурального перламутра (В).
Исследователи из Университета Макгилла в Канаде создали ударопрочное стекло, сходное по строению с перламутром —внутренним слоем раковины моллюсков. Последний является одним из самых прочных природных материалов .
Новый материал можно использовать в качестве экранов для смартфонов. Хотя область применения такого материала, на самом деле, гораздо шире.
Обычное стекло можно назвать универсальным материалом: его физические свойства позволяют использовать его в самых разных областях науки и технологий.
Стеклянные изделия твёрдые и плотные, однако известны своей хрупкостью. И хотя закалка и ламинирование стекла позволяют справиться с этим недостатком, они делают конечный продукт более дорогим. К тому же при малейшем повреждении материала они перестают выполнять свою функцию.
"До сегодняшнего дня существовал компромисс между высокой прочностью, жёсткостью и прозрачностью. Наш новый материал не только в три раза прочнее обычного стекла, но ещё и в пять раз устойчивее к излому", – рассказывает соавтор работы Аллен Эрлихер (Allen J. Ehrlicher) из Университета Макгилла.
Исследователи создали композитный материал из стекла и акрила, повторяющий строение перламутра. Учёные нередко заимствуют идеи у природы, и изучение строения естественных материалов с уникальными качествами часто приводит к созданию их искусственных аналогов. Так и раковины моллюсков не первый раз становятся вдохновением для исследователей.
"Удивительно, но перламутр обладает жесткостью твёрдого материала и прочностью мягкого материала, то есть берёт лучшее из обоих миров, – объясняет Эрлихер. – Он состоит из твёрдых кусочков мелоподобного материала, покрытых слоями мягких белков, обладающих высокой эластичностью. Эта структура обеспечивает исключительную прочность, что делает её в 3 000 раз более жёсткой, чем материалы, из которых она создана".
Исследователи воссоздали строение перламутра, используя слои стеклянных "хлопьев" и акрила. В итоге они получили исключительно прочный, но непрозрачный материал, к тому же простой и недорогой в производстве.
Следующим шагом было придание прозрачности получившемуся композиту. Учёным удалось изменить коэффициент преломления акрила, заставив его визуально слиться со стеклом. Так материал стал прозрачным.
В дальнейшем учёные планируют улучшить композитный материал, сделав его "умным". Ожидается, что в будущем это стекло сможет менять цвет, механические свойства и электрическую проводимость.
Результаты нового исследования были опубликованы в авторитетном научном издании Science.
Ранее мы рассказывали о новой технологии литья стекла, которая освободит мир от пластика, а также о новом стекле, превращающем ультрафиолет в видимый свет. Писали мы и о том, как обычное стекло можно превратить в экран дополненной реальности.
Больше новостей из мира науки и технологий вы найдёте в разделе "Наука" на медиаплатформе "Смотрим".
