فرآیند جدید می‌تواند احتمال شکستن شیشه را کاهش دهد
اگر تا به حال گوشی هوشمند خود را روی زمین بتنی انداخته باشید، با آن حس وحشتناک هنگام برگرداندن گوشی برای دیدن میزان ترک خوردن صفحه نمایش آن آشنا هستید – اما این استرس ممکن است به زودی به گذشته بپیوندد. محققان موسسه پلی تکنیک رنسلر راهی برای کاهش شکنندگی و احتمال شکستن شیشه کشف کرده‌اند.
یافته‌های آنها، به رهبری یونفنگ شی، دانشیار علوم و مهندسی مواد در رنسلر، در Nano Lett منتشر شده است.
شیشه‌ای که در حال حاضر در بسیاری از گوشی‌های هوشمند استفاده می‌شود، متعلق به خانواده شیشه اکسید است که در آن اتم‌های سیلیکون عموماً به چهار اتم اکسیژن پیوند می‌خورند. این نوع چیدمان پیوند، یک شبکه شیشه‌ای سفت و سخت ایجاد می‌کند که اجازه تغییر شکل پلاستیکی را نمی‌دهد. بنابراین، هنگامی که فشار خارجی قابل توجهی اعمال می‌شود، مانند زمانی که تلفن روی زمین سخت می‌افتد شیشه می‌شکند.
آنچه شی و همکارانش از طریق شبیه‌سازی‌های مولکولی دریافتند این بود که شیشه سیلیس، که با فشرده‌سازی نانوذرات سیلیس به یکدیگر ساخته شده است، می‌تواند بدون شکستن تا ۱۰۰ درصد کشیده شود. شی گفت، آنها همچنین کشف کردند که انعطاف‌پذیری افزایش یافته زمانی ظاهر می‌شود که سیلیکون به جای چهار اتم اکسیژن، با پنج اتم اکسیژن پیوند می‌خورد. این به عنوان سیلیکون پنج‌گانه شناخته می‌شود و قادر به جریان برشی تحت فشار است.
شی گفت: «فشرده‌سازی در واقع ساختار ماده را تغییر می‌دهد.»
این انعطاف‌پذیری افزایش‌یافته، شیشه را قادر می‌سازد تا بار بیشتری را بدون شکستگی تحمل کند. فراتر از تلفن‌های ما، پتانسیل این یافته به کاربردهای متعددی گسترش می‌یابد.
شی گفت: «این شیشه در واقع به اندازه فولاد سفت است. بنابراین، اگر شیشه به اندازه کافی سفت شود، می‌تواند جایگزین فولاد شود. هدف نهایی ما ساخت یک ماده ساختاری شفاف است.»
این کشف از طریق شبیه‌سازی‌های مولکولی انجام شد. شی گفت، اکنون، گام بعدی آزمایش آن در آزمایشگاه است.
یانمینگ ژانگ، دانشجوی کارشناسی ارشد در دانشکده علوم و مهندسی مواد، نویسنده اول این مقاله است. این کار با همکاری لیپینگ هوانگ، استاد علوم و مهندسی مواد، انجام شده است.
لینک مرتبط:دستیابی به فناوری تولید صفحات نمایش نشکن
بیشتر بخوانید:محققان شیشه را با استفاده از نانوذرات سفت می‌کنند
تاریخ:1404/2/29
مهسانعمتی
