據(jù)每日科學網(wǎng)站10日消息,加拿大麥吉爾大學科學家受軟體動物貝殼的啟發(fā),開發(fā)出了更加堅固的玻璃。被撞擊時,這種玻璃不會破碎,而是像塑料一般具有韌性,未來或具有廣泛應用前景,比如改善手機屏幕等。
鋼化、層壓等技術可以強化玻璃,但成本高昂,一旦表面損壞就不再起作用。研究人員表示,在高強度、韌性和透明度之間做好權衡是制造新型材料的關鍵。
麥吉爾大學生物工程系副教授艾倫·歐利希從大自然中汲取靈感,創(chuàng)造了一種類似珍珠貝中的珍珠層一樣的新型玻璃和丙烯酸復合材料。新材料不僅比普通玻璃堅固3倍,而且抗裂性也提高5倍以上。
“珍珠貝既有硬質材料的剛性,又有軟質材料的耐久性,兩者兼而有之。”歐利希解釋說,“新材料由像粉筆一樣的硬塊組成,上面覆蓋著具有高彈性的軟蛋白質。這種結構可產(chǎn)生非凡的強度,使其比構成它的材料堅韌3000倍。”
研究人員用層層玻璃薄片和丙烯酸復制了珍珠貝的珍珠層,制造了一種非常堅固但不透明的材料,制造過程容易且成本低廉。接著,他們進一步使復合材料具有光學透明性。
麥吉爾大學博士后研究員、研究論文主要作者阿里·阿米尼說:“通過調節(jié)丙烯酸的折射率,我們使其與玻璃無縫混合,形成真正透明的復合材料。”
下一步,他們計劃結合智能技術來改進玻璃,使玻璃可以改變顏色、力學性質和導電性等。
據(jù)推測,柔性玻璃是羅馬皇帝提比略·凱撒統(tǒng)治時期的一項失傳的發(fā)明。根據(jù)羅馬作家的記錄,一位發(fā)明家將一個由這種材料制成的飲水碗呈給皇帝,當試圖打破碗以測試其硬度時,它只是凹陷了下去,而沒有破碎。在發(fā)明家發(fā)誓他是唯一知道如何生產(chǎn)這種材料的人之后,提比略把這個人處死了,因為他擔心這種可能更值錢的玻璃會讓金銀貶值。
歐利希說:“當我想到提比略的故事時,我很高興我們的材料創(chuàng)新帶來的是‘新生’而非‘幻滅’。”
總編輯圈點
屏幕碎裂大概是每個智能手機用戶最常遇到的煩惱之一。有時,由于換屏成本過高,我們也會頑強地繼續(xù)使用斑駁的屏幕,決不能讓手機公司再多賺我們一分錢。這次,科研人員受到珍珠貝的啟發(fā),開發(fā)出了更加堅硬的玻璃。他們組裝和改造傳統(tǒng)材料,用低廉的成本制造出了更加堅硬的復合材料。大自然里的生物常會擁有一些讓人類羨慕的“裝備”,我們也只能通過研究和模仿這些自然界的老師,創(chuàng)新已有的材料,來改善生活,帶來更多可能性。