Подсмотрели в море. В Канаде создали «несокрушимое» перламутровое стекло

30 сентября 2021, 09:02

Ученые из Университета Макгилла в Канаде разработали прочное и жесткое стекло, вдохновленное внутренним слоем раковин моллюсков.

Вместо того чтобы разбиваться при ударе, новый материал обладает упругостью пластика и может быть использован для улучшения экранов сотовых телефонов в будущем.

Хотя такие методы, как закалка и ламинирование, могут помочь укрепить стекло, они дороги и перестают работать после повреждения поверхности.

Видео дня

«До сих пор существовал компромисс между высокой прочностью, ударной вязкостью и прозрачностью. Наш новый материал не только в три раза прочнее обычного стекла, но и более чем в пять раз более устойчив к излому», — говорит Аллен Эрлихер, доцент кафедры факультета биоинженерии Университета Макгилла.

Ученый создал новый композитный материал из стекла и акрила, который имитирует жемчуг или перламутр.

«Природа — мастер дизайна. Изучение структуры биологических материалов и понимание того, как они работают, дает вдохновение, а иногда и чертежи для новых материалов», — говорит Эрлихер.

«Удивительно, но перламутр обладает жесткостью жесткого материала и прочностью мягкого материала, что дает ему лучшее из обоих миров. Он сделан из жестких кусочков меловой материи, покрытой слоями мягких белков, которые обладают высокой эластичностью. Эта структура обеспечивает исключительную прочность, что делает ее в 3000 раз более жесткой, чем материалы, из которых она состоит», — объяснил он.

Ученые взяли архитектуру перламутра и воспроизвели ее со слоями стеклянных хлопьев и акрила, получив исключительно прочный, но непрозрачный материал, который можно производить легко и недорого. Затем они пошли еще дальше, чтобы сделать композит оптически прозрачным.

«Настроив показатель преломления акрила, мы сделали его плавным, чтобы получился действительно прозрачный композит», — говорит ведущий автор Али Амини, научный сотрудник Университета Макгилла. В качестве следующих шагов они планируют улучшить его, включив интеллектуальную технологию, позволяющую стеклу изменять свои свойства, такие как цвет, механику и проводимость.

Интересно, что такое стекло, предположительно, является утерянным изобретением времен правления римского императора Тиберия Цезаря. Согласно популярным историческим работам римских авторов Гая Плиния Секунда и Петрония, изобретатель принес императору чашу для питья, сделанную из этого материала. Когда чашу подвергли испытанию, чтобы разбить ее, она только помялась, а не раскололась.

После того как изобретатель поклялся, что он единственный, кто знает, как производить материал, Тиберий казнил человека, опасаясь, что стекло обесценит золото и серебро, потому что оно может быть более ценным.

«Когда я думаю об истории Тиберия, я рад, что наши материальные инновации приводят к публикации, а не к казни», — говорит Эрлихер.

Ранее НВ писал, что исследователи из Университета Дарема в Великобритании и Института Фраунгофера в Германии разработали первый в мире не режущийся материал, который назвали Proteus.

Его плотность составляет всего 15% плотности стали, что, по их словам, могло бы обеспечить создание новых разновидностей брони.

В Proteus используются керамические сферы в ячеистой алюминиевой структуре. Эти сферы создают разрушительные вибрации, которые притупляют любые режущие инструменты. Исследователи черпали вдохновение в жесткой клеточной кожуре грейпфрута и прочных, устойчивых к разрушению раковинах моллюсков.

Угловая шлифовальная машина или буровое долото прорежут внешний слой пластины Proteus, но как только инструмент достигнет встроенных керамических сфер, начинается вибрация, которая притупляет острые края инструмента, а затем мелкие частицы керамической пыли начинают заполнять промежутки в матрично-подобной структуре металла. Это приводит к тому, что резать материал становится еще тяжелее.

Показать ещё новости
Радіо НВ
X