Штучні мікроскопічні тріщини дозволяють зробити скло міцнішим в сотні разів

 

Штучні мікроскопічні тріщини дозволяють зробити скло міцнішим в сотні разів

В майбутньому, якщо ви упустите на підлогу стакан або інший предмет, виготовлений зі скла, підданого спеціальній обробці, то цей стакан залишиться цілим, незважаючи на висоту падіння і жорсткість поверхні.

Ця спеціальна обробка скла була розроблена вченими з університету Макгілла, Монреаль, а надихнули їх на цю ідею особливості будови раковин деяких видів морських молюсків. Використання нескладних технологічних хитрощів дозволяє склу при сильному зовнішньому впливі деформуватися більшою мірою, не руйнуючись при цьому, що збільшує міцність скла в сотні разів порівняно з міцністю звичайного скла.

Якщо оглянути внутрішню поверхню раковини молюска, такого, як мідія або устриця, то можна побачити матеріал, що переливається на сонячному світлі. Всім відомо, що цей матеріал називається перламутром і він надає раковині молюска її надзвичайну міцність. Адже зовнішні шари раковини повністю складаються з карбонату кальцію, надзвичайно крихкого самого по собі матеріалу.

Група вчених, очолювана професором Франсуа Бартела (Francois Barthelat), ретельно вивчила будову перламутровою частини раковини молюсків. Вони з'ясували, що цей матеріал складається з мікроскопічних «таблеток», які зчіплюються один з одним способом, що нагадує спосіб скріплення блоків конструктора Лего. Але вчені помітили ще одну особливість, яка полягає в тому, що кордони «таблеток» перламутру не мають прямих граней, вони мають складну хвилясту форму на зразок країв частин мозаїки, пазлів.

Вчені, взяли звичайні пластини скла, використовувані в якості підкладок для мікроскопа, і за допомогою лазера вигравіювали на їх поверхні мережу хвилястих «мікротріщин». Коли ці пластини були піддані механічному впливу, енергія впливу ефективно розсіювалися мережею мікротріщин, що перешкоджало руйнування скла. В цілому, розглянуті пластини з вигравіруваними микротріщинами опинилися в 200 разів міцнішими, ніж пластини того ж скла, які не пройшли лазерної обробки.

Дослідники вважають, що процес лазерної обробки можна відносно легко адаптувати для обробки великих листів скла і поверхонь скляних об'єктів складної форми. І, крім скла, метод нанесення на поверхню сітки мікротріщин буде чудово працювати для підвищення міцності безлічі інших крихких матеріалів, таких, як кераміка і деякі види полімерів, що дозволить використовувати властивості таких матеріалів в більш широкому ряді областей.