Германские физики приблизились к созданию ударопрочного стекла

Зная о данной нам дилемме, инженеры всего мира пробуют отыскать достойную кандидатуру стеклу. Новейший материал будет различаться завышенной прочностью, что адаптирует телефоны и планшеты грядущего под современный ритм жизни.

Решение препядствия пришло с неожиданной стороны.

Инженеры употребляли явление так именуемых «батавских слёзок». В иностранной литературе их именуют «капли царевича Руперта» (Prince Rupert's drops).

Эти стеклянные «слёзы» образуются опосля того, как расплавленное стекло опускают в прохладную жидкость. Головка таковой капли может выдержать самый мощный удар молотом не пострадает. Но ежели хотя бы мало деформировать хвостик, то стеклянная «слеза» разобьётся на маленькие осколки.

Инженеры знали, что это явление определяется остаточными напряжениями - напряжениями в теле, находящемся в состоянии покоя. Они и изменяют характеристики стекла настолько необычным образом. Но ранее учёные не могли точно разъяснить, из-за чего же так происходит. Сейчас ответ практически найден.

Группа физиков-теоретиков, химиков и инженеров из Германии и Крита во главе с Мириам Зибенбюргер (Miriam Siebenbürger) из Берлинского центра материалов и энергии имени Гельмгольца (Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie) провела ряд тестов по исследованию параметров капель царевича Руперта.

Для начала они сделали стеклообразный пластик, из которого сформировали микроскопические капли, опустив их в жидкость меж 2-мя вращающимися пластинами. Любая шарообразная пластмассовая частичка поперечником не превосходила 150 нанометров, что дозволяло ей плавать в водянистом растворе, но при всем этом не оседать на дно.

Капли были покрыты термостойкой оболочкой, толщину которой можно было регулировать, повышая либо понижая температуру (из-за чего же частички то сжимались, то увеличивались в объёме). Таковым образом их агрегатное состояние можно было поменять с твёрдого на жидкое, другими словами, расплавить.

Скорость и время вращения пластмассовых капель контролировались исследователями. Они увидели, что остаточные напряжения опосля остановки вращения пластинок они также могут контролировать. Зибенбюргер провела реологические измерения, чтоб узнать, как быстро спадает внутреннее напряжение в частичках опосля окончания вращения.

Используя математические формулы и компьютерную симуляцию, учёные также смогли предсказать эффекты остаточного напряжения, что, можно огласить, свидетельствует о их полном контроле над действием. Наиболее того, при значимом увеличении размера капель (со 150 нанометров до пары мм в поперечнике), эффекты внутреннего напряжения были также прогнозируемы и управляемы. О этом опыте учёные написали в пресс-релизе.

Команда исследователей надеется, что в скором времени они сумеют сделать наиболее лёгкое и крепкое стекло, которое можно будет употреблять не только лишь для производства электроники, да и для авто стёкол либо даже украшений.

Результаты исследования были размещены в журнальчике Physical Review Letters.





Мурманский дизель-ледокол "Капитан Драницын" помогает ученым проводить исследования в Арктике

Плазменная "гусеница" достигла Земли, началась магнитная буря