ГЛАВНАЯ » 2014 » Февраль » 2 » Искусственные микроскопические трещины позволяю сделать стекло прочней в сотни раз
15:12
Искусственные микроскопические трещины позволяю сделать стекло прочней в сотни раз
В будущем, если вы уроните на пол стакан или другой предмет, изготовленный из стекла, подвергнутого специальной обработке, то этот стакан останется целым, несмотря на высоту падения и жесткость поверхности. Эта специальная обработка стекла была разработана учеными из университета Макгилла, Монреаль, а вдохновили их на эту идею особенности строения раковин некоторых видов морских моллюсков. Использование несложных технологических уловок позволяет стеклу при сильном внешнем воздействии деформироваться в большей степени, не разрушаясь при этом, что увеличивает прочность стекла в сотни раз по сравнению с прочностью обычного стекла.
Микротрещины на стекле
Если осмотреть внутреннюю поверхность раковины моллюска, такого, как мидия или устрица, то можно увидеть материал, переливающийся на солнечном свете. Всем известно, что этот материал называется перламутром и он придает раковине моллюска ее необычайную прочность. Ведь внешние слои раковины полностью состоят из карбоната кальция, чрезвычайно хрупкого самого по себе материала.
Группа ученых, возглавляемая профессором Франсуа Бартела (Francois Barthelat), тщательно изучила строение перламутровой части раковины моллюсков. Они выяснили, что этот материал состоит из микроскопических "таблеток", которые сцепляются друг с другом способом, напоминающим способ скрепления блоков конструктора Лего. Но ученые заметили еще одну особенность, которая заключается в том, что границы "таблеток" перламутра не имеют прямых граней, они имеют сложную волнистую форму краев частей мозаики, наподобие паззлов.
Прочность стекла
Ученые, взяли обычные пластины стекла, используемые в качестве подложек для микроскопа, и с помощью лазера выгравировали на их поверхности сеть волнистых "микротрещин". Когда эти пластины были подвергнуты механическому воздействию, энергия воздействия эффективно рассеивалась сетью микротрещин, что препятствовало разрушению стекла. В целом, рассматриваемые пластины с выгравированными микротрещинами оказались в 200 раз более прочными, нежели пластины того же стекла, не прошедшие лазерной обработки.
Исследователи полагают, что процесс лазерной обработки можно относительно легко адаптировать для обработки больших листов стекла и поверхностей стеклянных объектов сложной формы. И, кроме стекла, метод нанесения на поверхность сетки микротрещин будет замечательно работать для повышения прочности множества других хрупких материалов, таких, как керамика и некоторые виды полимеров, что позволит использовать свойства таких материалов в более широком ряде областей.
