Какое стекло самое прочное
Перейти к содержимому

Какое стекло самое прочное

  • автор:

Ученые изобрели самое прочное стекло для гаджетов, которое когда-либо было

В современных смартфонах и прочих электронных устройствах производители применяют стекла повышенного сопротивления к ударам. Наиболее популярными являются закаленные стекла Gorilla Glass и стеклокерамика Ceramic Shield, которая используется в новых моделях iPhone. Но их прочность все равно оставляет желать лучшего, ведь часто после падения смартфона на твердую поверхность даже с высоты человеческого роста, на экране появляются трещины. Однако в будущем эта проблема может быть решена — группе китайских и немецких ученых удалось создать оксидное стекло невероятно высокой прочности. Как говорят сами его создатели, стекло обладает внутренней пластичностью, благодаря чему не ломается и не трескается при больших ударных нагрузках.

Ученые изобрели самое прочное стекло для гаджетов, которое когда-либо было. Ученые создали сверхпрочное стекло. Фото.

Ученые создали сверхпрочное стекло

Почему стекло хрупкое

Чаще всего в технике применяются оксидные стекла — силикатные, кварцевые, германатные и пр. В частности, большой популярностью пользуются алюмосиликатные стекла, которые содержат кремний, алюминий, бор и кислород. При этом оксидные стекла, как и все остальные, имеют неупорядоченную внутреннюю структуру, с чем связана его хрупкость.

Напомним, что стекло не имеет кристаллической решетки, в отличие от обычных твердых материалов. Вместо этого оно аморфно, что делает его, фактически, жидкостью, только с очень высокой вязкостью. Например, как и все жидкости, стекла способны течь. Только делают они это делают очень медленно. Если вы возьмете старое стекло, которое много лет стояло в оконной раме, и измеряете его толщину, то обнаружите, что сверху оно более тонкое, чем снизу.

Почему стекло хрупкое. Стекло не имеет кристаллической решетки, то делает его хрупким. Фото.

Стекло не имеет кристаллической решетки, то делает его хрупким

Оксидное стекло высокой прочности

Чтобы придать алюмосиликатному стеклу прочность, ученые изменили его структуру. Для этого они использовали высокое давление и высокую температуру. Работы проводились в лаборатории Боварского научно-исследовательского института экспериментальной геохимии и геофизики.

Как сообщают авторы исследования в журнале Nature Materials, при температуре в 1000 градусов Цельсия и давлении от 10 до 15 гигапаскалей, атомы всех элементов стекла, то есть кремния, алюминия, бора и кислорода, начинали группироваться друг с другом. В результате образовывались кристаллоподобные структуры.

Эти структуры называются “паракристаллическими”, так как они все еще далеки от кристаллической структуры, но при этом сильно отличаются от аморфной структуры как у обычного стекла. Дальнейшее исследование с применением спектроскопических методов и компьютерного моделирования, показали, что в результате воздействия на оксидное стекло высокой температурой и давлением, возникает промежуточное состояние между кристаллическими структурами и аморфной неоднородностью.

Оксидное стекло высокой прочности. Главный автор исследования, доктор Ху Тан рядом с прессом. Фото.

Главный автор исследования, доктор Ху Тан рядом с прессом

Почему оксидное стекло после обработки стало прочнее

Как сообщают исследователи, после того, как температура и давление пришли в норму, паракристаллические структуры в алюмосиликатном стекле сохранились. При этом его прочность возросла во много раз. В то же время паракристаллические структуры практически не влияют на прозрачность стекла.

Но за счет чего вообще увеличилась прочность? По словам ученых, ударные нагрузки, которые приводят к разрушению обычного стекла, в паракристаллическом стекле направлены против паракристаллических структур. Проще говоря, в области удара эти структуры “растворяются”, то есть становятся опять аморфными. К слову, подобного результата ранее удалось добиться сотрудникам монреальского Университета Макгилла, которые создали небьющееся стекло на основе структуры панциря моллюсков. Правда, они использовали совсем иную технологию.

Почему оксидное стекло после обработки стало прочнее. Смоделированная структура обычного стекла (слева) и паракристаллического (справа). Светлые области — структурированные участки. Фото.

Смоделированная структура обычного стекла (слева) и паракристаллического (справа). Светлые области — структурированные участки.

Новая технология может быть использована не только в технике, но и многих других отраслях. Причем авторы планируют совершенствовать ее и получить в ближайшие годы еще более прочное и совершенное стекло. По их мнению, потенциал для улучшения стекла, как материала, еще не исчерпан.

Переходите по ссылке на наш ЯНДЕКС.ДЗЕН КАНАЛ. Мы подготовили для вас множество интересных, захватывающих материалов посвященных науке.

Напоследок напомним, что над разработкой более прочного и совершенного стекла работают и другие ученые. Например, ранее мы рассказывали, что японским ученым удалось создать самовосстанавливающийся стекловидный материал. Однако широкого распространения он по сей день не получил.

Самое прочное стекло в мире не разбивается при ударе и «работает» как пластик

Исследователи разработали новый вид «небьющегося» стекла. Оно в три раза прочнее обычного и в пять раз превышает сопротивление разрушению.

Читайте «Хайтек» в

Команда ученых из Университета Макгилла разработала самое прочное и жесткое стекло из когда-либо известных. Оно вдохновлено внутренним слоем раковин моллюсков, не разбивается при ударе и действует как пластик. Авторы разработки отмечают, что в будущем такой материал можно использовать для улучшения экранов сотовых телефонов и не только.

Технология прочного стекла — пример того, как современная наука заново открывает старую технологию, которая уже давно утеряна. По всей видимости, форма гибкого стекла существовала во времена правления римского императора Тиберия Цезаря. Согласно рассказу Петрония, стеклодув принес императору чашу для питья, сделанную из этого материала, который также был вдохновлен внутренним слоем раковин моллюсков.

Согласно историческим свидетельствам, когда чашу проверяли на прочность, на ней скорее появилась вмятина, чем она разбилась. Изобретатель клялся, что он единственный, кто знает, как сделать подобную посуду. Тогда Тиберий казнил этого человека, опасаясь, что стекло обесценит золото и серебро, потому что может стать более ценным товаром.

Сейчас единственный способ сделать стекло прочнее — это закалить или ламинировать его. Хотя это может укрепить стекло, эти процессы стоят недешево и не обеспечивают дополнительной прочности конструкции после повреждения.

«До сих пор существовал компромисс между высокой прочностью, ударной вязкостью и прозрачностью. Наш новый материал не только в три раза прочнее обычного стекла, но и более чем в пять раз устойчивее к излому», — рассказывает Аллен Эрлихер, доцент кафедры биоинженерии Университета Макгилла.

Источником вдохновения для создания нового типа стекла послужила природа, а именно перламутр. Ученым удалось разработать новый композит из стекла и акрила. Как отмечают ученые, перламутр сделан из жестких кусочков меловой материи, покрытой слоями мягких белков, которые обладают высокой эластичностью. Именно эта структура обеспечивает исключительную прочность, что делает ее в 3 000 раз более жесткой, чем материалы, из которых она изготовлена.

Внимательно изучив архитектуру перламутра, исследователи воспроизвели его в стекле, используя стеклянные хлопья и акрил. Структура дала чрезвычайно сильный, но непрозрачный материал. Чтобы придать ему вид стекла, ученые настроили показатель преломления акрила. В дальнейшем авторы разработки планируют улучшить материал за счет использования интеллектуальной технологии. Она позволит стеклу менять такие свойства, как цвет, механика и проводимость.

Читать далее

Самое прочное в мире стекло царапает алмаз и проводит электричество

Кусок «стекла» АМ-III толщиной 1 мм оставил царапину на поверхности натурального алмаза.
Фото National Science Review.

Кусок

Международная команда ученых создала в Китае настолько твердое «стекло» из углерода, что оно может поцарапать поверхность алмаза.

Ученые-материаловеды из Яньшаньского университета Китая (Yanshan University) и их коллеги из других стран изобрели новый прозрачный материал необычайной прочности. Он также обладает свойствами полупроводника. Статья об этом опубликована в научном журнале National Science Review.

По сообщению издания South China Morning Post, прозрачный материал открывает некоторые захватывающие возможности в области фотоэлектроники.

Названный AM-III, новый материал имеет сходства с алмазом. И это сходство состоит в том, что и алмаз, и AM-III прозрачны, а также составлены из атомов углерода. Однако у алмаза атомы углерода расположены в виде упорядоченной структуры – кристаллической решетки. А у материала AM-III организованной структуры не наблюдается: он аморфный, как стекло и пластмассы.

Впрочем, атомы углерода в материале AM-III все же структурированы. Они упакованы в углеродные молекулы под названием фуллерены. Особенность фуллеренов в том, что каждая их молекула представляет собой многогранник, напоминающий по форме футбольный мяч. В вершинах этого многогранника расположены атомы углерода. Сами же фуллерены в материале AM-III разбросаны в случайном беспорядке. То есть AM-III представляет собой комбинацию порядка и хаоса.

Как выяснили авторы работы, именно эта комбинация порядка с беспорядком и придает новому материалу его особенные свойства. Беспорядок обеспечивает лучшие, чем у кремния, полупроводниковые свойства, а порядок – «алмазную» твердость.

Работа над созданием нового материала была кропотливой. Нужно было довести задуманную учеными углеродную структуру до температуры 1 200° С под давлением 25 Гпа.

Однако фуллерены представляют собой очень мягкий материал. При повышении температуры и давления углеродные «футбольные мячи» дробятся и смешиваются. Поэтому исследователи увеличивали температуру и давление в экспериментальной камере постепенно, в течение 12 часов. Это позволило добиться нужной структуры AM-III. Потом химики медленно охлаждали новый материал.

Если давление и температура увеличивались слишком быстро, получался просто алмаз, без полупроводниковых свойств.

Издание South China Morning Post отмечает, что в мире разные группы ученых соревнуются между собой в сфере создания сверхтвердых материалов. При этом материал AM-III родился в результате международного сотрудничества. В эксперименте, проведенном в Китае, приняли участие ученые из России, Швеции, США и Германии.

Новый материал AM-III прозрачен, имеет желтоватый оттенок и выдерживает давление 113 ГПа при испытаниях на твердость по Виккерсу. Для сравнения, «мягкая» сталь демонстрирует твердость по Виккерсу около 9 ГПа, а природные алмазы – около 70–100 ГПа.

При испытаниях механических свойств аморфный материал АМ-III оказался способен поцарапать поверхность алмаза. Полупроводниковые свойства АМ-III выражаются в виде ширины запрещенной зоны 1,5–2 эВ и схожи с таковыми у кремния.

Сочетание выдающихся электрических и механических свойств делает AM-III привлекательным для устройств на основе фотоэлектрических технологий, которые преобразуют свет в электричество. Включая оружие, которое должно функционировать в экстремальных условиях – при высоком давлении и температуре, подчеркивает South China Morning Post.

Умелые руки ученых часто создают удивительные новые материалы. Так, ранее мы писали, что на Земле впервые была создана металлическая вода и что она оказалась золотой. А еще мы рассказывали, что ученые ННГУ создали девятислойный кремний, который в 100 раз лучше излучает свет, и что волокно изо льда согнули в дугу.

Больше интересных новостей науки вы найдёте в разделе «Наука» на медиаплатформе «Смотрим».

Какое стекло самое прочное в мире?

В Чехии уже в конце XVI в. получено самое чистое, самое прочное стекло в мире, которое выдерживает шлифовку и огранку. С тех пор ни одна страна мира не может догнать Чехию ни по качеству стекла, ни по количеству изделий из него. Чего только не делают здесь из стекла: украшения и водопроводные трубы, реторты и бокалы, статуэтки и пуговицы, бусы и скульптуры в рост человека, стеклом даже мостили дорогу! Всего не перечислить, ведь в Чехии из стекла изготовляют более 300 тысяч изделий.

Очень прочное стекло — закаленное.
Закаленное стекло — это стекло, у которого путем химической или термической обработки повышается прочность к ударам и перепадам температуры по сравнению с обычным стеклом. При разрушении закаленное стекло распадается на маленькие безопасные осколки, поэтому такое стекло называют еще и «безопасным» . Цвет, прозрачность, химический состав и характеристики пропускания света в закаленном стекле не изменяются. Не изменяется также твердость, коэффициент расширения, термическая проводимость и другие физические параметры. Улучшаются лишь прочность на изгиб и разрыв, а также устойчивость к термическим напряжениям.
Закаленное строительное стекло предназначено для безопасного остекленения светопрозрачных строительных конструкций, таких как оконные и дверные блоки, витрины, элементы ограждения лоджий, балконов и т. д. Б современных зданиях эти стекла применяются в качестве фасадных конструкций, при остекленении кровель, торговых центров.

Нo сaмым прoчным и бeзoпaсным считается лaминирoвaннoe (триплeкс) стекло. В сoчeтaнии с прoтивoвзлoмнoй фурнитурoй, крeпящeйся к рaмe, тaкoe oкнo oбeзoпaсит вaшу квaртиру oт прoникнoвeния вoрoв. Плeнoчный триплeкс (имeннo oн и нaзывaeтся лaминирoвaнным) сoздaют, прoклeивaя пoлoтнa стeклa ужe гoтoвoй пoлимeрнoй плeнкoй. Ee пoмeщaют мeжду листaми стeклa. Зaтeм кoнструкцию oтпрaвляют в aвтoклaв и выдeрживaют oпрeдeлeннoe врeмя при тeмпeрaтурe 1000 С. Плeнкa склeивaeт листы стeклa, кaк клeй. В рeзультaтe тaкoй oбрaбoтки пoлучaeтся высoкoпрoчнoe стeклo. При рaзбивaнии oскoлки нe рaзлeтaются, a oстaются нa мeстe (иx удeрживaeт плeнкa).

А также к вопросу о прочном стекле:
Марк Эдиджер (Mark Ediger) и его коллеги из университета Висконсина (University of Wisconsin-Madison) создали так называемое суперстабильное стекло, в котором молекулы гораздо более упорядочены, чем в стекле обычном.
То, что создали исследователи из Висконсина, — ещё не кристалл, но уже и не обычное стекло. Оно по-прежнему аморфно, но молекулы в нём намного более упорядочены, чем в традиционном стекле. А это привело к тому, что новое стекло получилось необычайно прочным и стабильным.

Для его изготовления авторы применили не обычный метод производства стекла (расплавление состава и медленное его остывание, вплоть до затвердевания) , а так называемое «осаждение пара» .
Они нагревали стекло до испарения, а затем позволяли его молекулам конденсироваться на холодной подложке. В этот момент на ней образовывалась очень тонкая плёнка жидкого стекла. Затем процесс повторяли многократно, нанося слой за слоем. Потом весь этот «слоёный пирог» окончательно застывал.

Остальные ответы

cамое слабое место стекла — его невосприимчивость к ударам. Самое прочное стекло в мире-это жидкое стекло. его невозможно разбить.. .
если бы вопрос стоял просто об прочности стекла.. .то можно было бы запостить сравнительные характеристики многих сортов стекла и новейших разработок в этой области. [ссылка заблокирована по решению администрации проекта]
но вопрос поставлен иначе. Какое стекло самое прочное в мире? ответ-жидкое

вот такое прочное бывает

Источник: физика.

Вот нашёл отличный сайт Светопрозрачные конструкции из закаленного стекла. Очень много всего интересного и качественного. www.diamondglass.com.ru

Привет! несколько лет назад я разбил своё стекло мячом, когда играл в футбол во дворе. Я тогда очень сильно напугался и решил без привлечения взрослых решить этот вопрос. тогда мама уехала в какой-то город, я остался дома с бабушкой. бабушка пропадала днями в огороде, и поэтому я оставался частенько один дома. и я нашёл в интернете сайт где реально хорошие окна. правда стоили дороговато. но я нашёл деньги у себя в кашельке. приехали, очень быстро всё сделали, и мама заметила, когда приехала, но люлей как странно я не получил. вот этот сайт http://diamondglass.com.ru/

Монолитный поликарбонат если из прозрачных материалов .
Если конкретно стекло то закалённый триплекс . Однако он может все равно трескаться при сильных воздействиях

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *