Підгледіли в морі. У Канаді створили «незламне» перламутрове скло
Вчені з Університету Макгілла в Канаді розробили міцне і жорстке скло, натхнене внутрішнім шаром раковин молюсків.
Замість того, щоб розбиватися при ударі, новий матеріал володіє пружністю пластика і може бути використаний для поліпшення екранів мобільних телефонів в майбутньому, повідомляє sciencedaily.
«Досі існував компроміс між високою міцністю, ударною в’язкістю і прозорістю. Наш новий матеріал не тільки втричі міцніший за звичайне скло, але і більш ніж в п’ять разів стійкіший до зламу», — говорить Аллен Ерліхер, доцент кафедри факультету біоінженерії Університету Макгілла.
Мікроструктура композитного скла і мікроструктура перламутру (праворуч) (Фото: McGill University)
Вчений створив новий композитний матеріал зі скла й акрилу, який імітує перли або перламутр.
«Природа — майстер дизайну. Вивчення структури біологічних матеріалів і розуміння того, як вони працюють, дає натхнення, а іноді й креслення для нових матеріалів», — каже Ерліхер.
«Дивно, але перламутр володіє жорсткістю жорсткого матеріалу і міцністю м’якого матеріалу, що дає йому найкраще з обох світів. Він зроблений з жорстких шматочків крейдяної матерії, покритої шарами м’яких білків, які мають високу еластичність. Ця структура забезпечує виняткову міцність, що робить її в 3000 разів жорсткішою, ніж матеріали, з яких вона складається», — пояснив він.
Вчені взяли архітектуру перламутру і відтворили її з шарами скляних пластівців і акрилу, отримавши виключно міцний, але непрозорий матеріал, який можна виробляти легко і недорого. Потім вони пішли ще далі, щоб зробити композит оптично прозорим.
«Налаштувавши показник заломлення акрилу, ми зробили його плавним, щоб вийшов дійсно прозорий композит», — говорить провідний автор Алі Аміні, науковий співробітник Університету Макгілла. Далі вони планують поліпшити його, включивши інтелектуальну технологію, що дозволяє склу змінювати свої властивості, такі як колір, механіку і провідність.
Цікаво, що таке скло, імовірно, є загубленим винаходом часів правління римського імператора Тіберія Цезаря. Згідно з популярними історичними роботами римських авторів Гая Плінія Секунда і Петронія, винахідник приніс імператорові чашу для пиття, зроблену з цього матеріалу. Коли чашу випробували, щоб розбити її, вона тільки пом’ялася, а не розкололася.
Після того, як винахідник поклявся, що він єдиний, хто знає, як робити матеріал, Тиберій стратив людину, побоюючись, що скло знецінить золото і срібло, тому що воно може бути ціннішим.
«Коли я думаю про історію Тіберія, я радий, що наші матеріальні інновації призводять до публікації, а не до страти», — каже Ерліхер.
Раніше дослідники з Університету Дарема у Великобританії та Інституту Фраунгофера в Німеччині розробили перший у світі матеріал, що не ріжеться, який назвали Proteus.
Його щільність становить всього 15% щільності сталі, що, за їхніми словами, могло б забезпечити створення нових різновидів броні.
У Proteus використовуються керамічні сфери в комірковій алюмінієвій структурі. Ці сфери створюють руйнівні вібрації, які притупляють ріжучі інструменти. Дослідники черпали натхнення в жорсткій клітинній шкірці грейпфрута і міцних, стійких до руйнування раковинах молюсків.
Кутова шліфувальна машина або бурове долото переріжуть зовнішній шар пластини Proteus, але щойно інструмент досягне вбудованих керамічних сфер, починається вібрація, яка притупляє гострі краї інструменту, а потім дрібні частинки керамічного пилу починають заповнювати проміжки в матрично-подібній структурі металу. Це призводить до того, що різати матеріал стає ще важче.
Читайте також:
Вчені з «Піднебесної» змогли виробити крохмаль з вуглекислого газу. У Пекіні стверджують, що тепер зможуть виробляти крохмаль в промислових масштабах.
Раніше технологічні компанії Mahle Powertrain і Allotrope Energy розробили літій-вуглецевий акумулятор. Дана батарея може заряджатися за лічені секунди.