En ny sammansättning av germanosilikatglas skapad genom tillsats av zinkoxid har egenskaper som är bra för linsapplikationer, enligt Penn State forskare. Detta markerar upptäckten av en ny glasfamilj.

Forskarna uppfann en ny familj av zinkgermanosilikatglas som har ett högt brytningsindex jämförbart med rent germaniaglas. Proverna visade också hög transparens, goda ultravioletta skärmningsegenskaper, och god glasbildande förmåga, vilket gör dem lämpliga för linsapplikationer. De publicerade sina resultat i ett nytt nummer av Journal of Non-Crystalline Solids .

Germanosilikatglas är viktigt vid tillverkning av optiska förstärkare, vågledare, och halvledarlasrar. "Motivationen för studien var behovet av nya glaskompositioner som har ett högt brytningsindex samtidigt som de är bearbetbara i industriell skala, sade John Mauro, professor i materialvetenskap och teknik.

Ett glas brytningsindex avgör dess användning.

"Fördelen med ett högt brytningsindex är dess förmåga att designa linser med låg tjocklek, " sa Ye Luo, doktorand i materialvetenskap och teknik. Vid glassyntes, dock, att uppnå ett högt brytningsindex har vanligtvis ett fåtal vägspärrar. Blyoxid kan åstadkomma detta, men det kräver användning av giftiga råvaror. Icke-blybeståndsdelar som uppmuntrar till ett högt brytningsindex kan göra glaset mycket svårare att forma, eller benägna att kristallisera och därför mer ogenomskinlig. Genom att hitta den optimala balansen mellan zinkoxid och de andra komponenterna i glaskompositionen, forskarna undvek dessa problem.

Zinkoxid visade UV-avskärmande egenskaper i studieproverna. Detta borde inte vara förvånande, Mauro sa, med tanke på att oorganiskt solskydd är baserad på zinkoxid. Med UV-skärmning, ett zinkoxidhaltigt glas kan användas för vardagliga applikationer som bilfönster eller glasögon.

Glasproverna visade också gynnsamma formningsegenskaper. Som ett "långt glas, "de nya kompositionerna kan bildas över ett bredare temperaturintervall, vilket gör dem mycket enklare att manipulera under bildningen. Denna fastighet, motståndet mot kristallisation, och den lägre kostnaden för zinkoxid jämfört med germania gör alla denna nya glaskomposition till ett praktiskt val för tillverkning i massskala, sa forskarna.

Forskarna har ansökt om patent på det zinkoxidhaltiga germanosilikatglaset.