靈感源於貝殼!科學家發明打不碎的玻璃_風聞
Science_北京-不惧过往,不畏将来!2021-09-30 11:29


加拿大麥吉爾大學的科學家受軟體動物外殼內層的啓發,開發出了一種更加堅固的玻璃。這種新材料具有塑料般的彈性,不會因衝擊而粉碎。

(A)玻璃複合材料(左為無折射率匹配);(B)玻璃複合材料的微觀結構;(C)紅鮑殼珍珠層;(D)珍珠層的微觀結構。
phys.org網站當地時間9月28日報道,加拿大麥吉爾大學的科學家受軟體動物外殼內層的啓發,開發出了一種更加堅固的玻璃。這種新材料具有塑料般的彈性,不會因衝擊而粉碎,或可用於改善下一代手機的屏幕。相關研究成果刊登在《科學》雜誌中。
雖然鋼化和層壓等技術能夠強化玻璃性能,但成本比較高昂,並且用這類工藝處理過的玻璃一旦表面受損就會失效。麥吉爾大學生物工程副教授AllenEhrlicher説:“對玻璃材料而言,強度、韌性和透明度之間存在微妙的平衡關係。我們設計的新材料的強度和抗裂性,分別是普通玻璃的三倍和五倍左右。”
Ehrlicher通過模仿珍珠質,設計了一種玻璃-丙烯酸複合材料。他説:“大自然是最偉大的設計師。令人驚訝的是,珍珠質兼具硬質材料的剛性和柔性材料的耐久性。這種軟硬搭配的神奇結構所產生的非凡強度,是其本體材料強度的3000倍。”

Ehrlicher團隊用玻璃薄片和丙烯酸層複製了珍珠層結構,製造出了一種非常堅固但不透明的複合材料。這種材料易於生產,成本也不高。隨後,他們繼續調整工藝,製造出了透明的複合材料。博士後研究員AliAmini説:“通過調整丙烯酸層的折射率,我們使它與玻璃無縫融合,形成一種真正透明的複合材料。下一步,我們計劃整合智能技術,改進材料的顏色、力學和導電性等屬性。”
據傳,柔性玻璃是羅馬愷撒大帝統治時期的一項失傳發明。據羅馬作家GaiusPlinius Secundus和Petronius記載,發明者將柔性玻璃製成的碗敬獻給愷撒大帝時,愷撒大帝驚訝地發現這個碗竟然無法打碎。在發明者發誓,自己是唯一知道該材料的製造方法的人之後,愷撒立刻處決了他,因為擔心這種打不碎的玻璃會讓金銀貶值。
Ehrlicher打趣説:“當想到愷撒的故事時,我很慶幸我們的發現能夠公諸於世,而不是招來殺身之禍。”
編譯:雷鑫宇
審稿:西莫
責編:陳之涵
期刊來源:《科學》
期刊編號:0036-8075
原文連接:https://phys.org/news/2021-09-unbreakable-glass-seashells.html
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