Các nhà khoa học phát triển “Kính không thể vỡ” mới lấy cảm hứng từ thiên nhiên – Mạnh hơn gấp 3 lần, chống gãy nhiều hơn gấp 5 lần

Loại kính mạnh nhất và cứng nhất được phát triển bởi các nhà khoa học của Đại học McGill.

Các nhà khoa học từ Đại học McGill phát triển loại kính cứng và chắc hơn, lấy cảm hứng từ lớp bên trong của vỏ nhuyễn thể. Thay vì vỡ ra khi va chạm, vật liệu mới có khả năng đàn hồi của nhựa và có thể được sử dụng để cải thiện màn hình điện thoại di động trong tương lai, trong số các ứng dụng khác.

Mặc dù các kỹ thuật như tôi và cán có thể giúp gia cố kính, nhưng chúng rất tốn kém và không còn tác dụng khi bề mặt bị hư hỏng. “Cho đến nay, có sự đánh đổi giữa sức mạnh cao, độ dẻo dai và tính minh bạch. Allen Ehrlicher, Phó giáo sư tại Khoa Kỹ thuật sinh học tại Đại học McGill, cho biết vật liệu mới của chúng tôi không chỉ bền gấp ba lần so với kính thông thường mà còn có khả năng chống đứt gãy hơn năm lần.

Bản chất là bậc thầy của thiết kế

Lấy cảm hứng từ thiên nhiên, nhà khoa học đã tạo ra một loại vật liệu composite thủy tinh và acrylic mới mô phỏng xà cừ hoặc xà cừ. “Thiên nhiên là một bậc thầy về thiết kế. Nghiên cứu cấu trúc của các vật liệu sinh học và hiểu cách chúng hoạt động mang lại nguồn cảm hứng, và đôi khi là bản thiết kế cho các vật liệu mới, ”Ehrlicher nói.

Ông giải thích: “Thật đáng kinh ngạc, xà cừ có độ cứng của vật liệu cứng và độ bền của vật liệu mềm, mang lại cho nó điều tốt nhất của cả hai thế giới. “Nó được làm từ những mảnh vật chất cứng như phấn được xếp thành lớp với các protein mềm có tính đàn hồi cao. Cấu trúc này tạo ra sức mạnh đặc biệt, làm cho nó cứng hơn 3000 lần so với các vật liệu tạo nên nó. “

Các nhà khoa học đã lấy kiến trúc của xà cừ và tái tạo nó bằng các lớp mảnh thủy tinh và acrylic, tạo ra một loại vật liệu đặc biệt bền nhưng không trong suốt có thể được sản xuất dễ dàng và không tốn kém. Sau đó, họ đã tiến một bước xa hơn để làm cho composite trở nên trong suốt về mặt quang học. “Bằng cách điều chỉnh chỉ số khúc xạ của acrylic, chúng tôi đã làm cho nó hòa trộn hoàn toàn với thủy tinh để tạo ra một hỗn hợp thực sự trong suốt,” Ali Amini, Nhà nghiên cứu sau Tiến sĩ tại McGill, cho biết. Trong các bước tiếp theo, họ có kế hoạch cải thiện nó bằng cách kết hợp công nghệ thông minh cho phép kính thay đổi các đặc tính của nó, chẳng hạn như màu sắc, cơ học và độ dẫn điện.

Phát minh bị mất của thủy tinh dẻo

Kính dẻo được cho là một phát minh đã mất từ thời trị vì của Hoàng đế La Mã Tiberius Caesar. Theo các tài liệu lịch sử phổ biến của các tác giả La Mã Gaius Plinius Secundus và Petronius, nhà phát minh đã mang một chiếc bát uống làm bằng vật liệu này trước Hoàng đế. Khi chiếc bát được đưa đi kiểm tra để vỡ, nó chỉ bị móp thay vì vỡ.

Sau khi nhà phát minh thề rằng ông là người duy nhất biết cách sản xuất vật liệu này, Tiberius đã xử tử người đàn ông này, vì sợ rằng chiếc kính sẽ làm mất giá vàng và bạc vì nó có thể có giá trị hơn.

Ehrlicher nói: “Khi tôi nghĩ về câu chuyện của Tiberius, tôi rất vui vì sự đổi mới vật chất của chúng tôi dẫn đến việc xuất bản hơn là thực thi.

Tham khảo: “Ly tâm và so khớp chỉ số tạo ra hỗn hợp xà cừ sinh học trong suốt và mạnh mẽ” của Ali Amini, Adele Khavari, Francois Barthelat và Allen J. Ehrlicher, 10 tháng 9 năm 2021, Science .
DOI: 10.1126 / science.abf0277

Theo Scitechdaily