Metod som används för att tillverka det sega glaset. Pulserad laseravsättning:högenergiska laserpulser skjuts till det kristallina målet på vänster sida av bilden. Den intensiva energin bryter ner den kristallina aluminiumoxiden till lila färgad plasma, som sprutar utåt i hög hastighet. Plasman kyls ner extremt snabbt för att bilda en film av glasartad (amorf) aluminiumoxid när den kolliderar med substratet på höger sida av bilden. Kredit:Erkka Frankberg
Ett internationellt team av forskare har hittat ett sätt att göra böjbart glas med hjälp av laser som avfyras på kristallin aluminiumoxid. I deras papper publicerad i tidskriften Vetenskap , gruppen beskriver deras teknik och egenskaperna hos glaset de producerade. Lothar Wondraczek med University of Jena har publicerat en följeslagare i samma tidskriftsnummer som beskriver historien om forskare som försöker övervinna glasets sprödhet.
Glas är något starkt, men bara upp till en viss punkt; den är också väldigt skör. Om du tappar ett dricksglas, det kommer troligen att krossas på golvet. Som Wondraczek noterar, forskare har sökt efter sätt att göra glas mindre sprött så länge som människor har gjort glas. Böjbart glas skulle betyda dricksglas som överlever ett fall, eller smartphone-skärmar som inte spricker. I denna nya ansträngning, forskarna säger att de har tagit ett steg mot det målet.
Vanligt glas är tillverkat av kiseldioxid och syre, och det är känt som ett amorft fast ämne – ett tillstånd där ett materials molekyler är sammanlåsta – när det gäller glas, på ett slumpmässigt sätt. Det är genomskinligt eftersom fotoner kan passera genom det utan att interagera med någon av elektronerna i glaset. I denna nya ansträngning, forskarna använde kristallin aluminiumoxid istället för sand för att göra några små glasprover. Att göra så, de avfyrade intensiva skurar av laserljus mot ett prov för att förvandla det till en lila plasma. Materialet fick sedan svalna på ett substrat.
Testning av det resulterande materialet (skivor 60 nanometer tjocka och två mikrometer breda) visade att det var transparent och mycket mindre sprött än vanligt glas. Lakanen var också böjbara och töjbara. Forskarna fann att de kunde sträcka dem upp till 8 procent och komprimera dem till halva längden.
Forskarna tog också en närmare titt på deras böjbara glas med hjälp av ett elektronmikroskop. Med hjälp av vad de hittade, de skapade datorsimuleringar av materialet de hade skapat för att bättre förstå dess egenskaper. Modellen visade att glaset hade ett mycket tätt packat nätverk av atomer som var defektfritt, gör den böjbar. Dess atomer kunde byta plats när de utsätts för tryck.
Superdatorsimuleringarna av atomstrukturen hos amorf aluminiumoxid visar att atomnätverket har väldigt få brister (markerat med grönt), vilket gör att duktilitetsmekanismerna kan aktiveras utan brott. Röda atomer är syre, grå atomer är aluminium. Upphovsman:Janne Kalikka
Transmissionselektronmikroskop och provhållare som används för att studera glasplasticiteten. Upphovsman:Lucile Joly-Pottuz
Mer arbete krävs innan det böjbara glaset kan kommersialiseras - det är fortfarande inte klart om processen kan användas för att göra större glasskivor, eller om den till och med är mottaglig för tillverkning.
© 2019 Science X Network
