ساخت شیشه ای به سختی فولاد در توکیو

0
2
دانشمندان موفق به ساخت شیشه ای شده اند که به اندازه فولاد محکم است و به سختی می شکند.
دانشمندان موفق به ساخت شیشه ای شده اند که به اندازه فولاد محکم است و به سختی می شکند.

موسسه علوم صنعتی در دانشگاه توکیو (Institute of Industrial Science at Tokyo University) با استفاده از یک روش ساخت جدید موفق شده اند نوعی از شیشه را بسازند که به سختی فولاد است. این ماده جدید راه تازه ای برای گسترش استفاده از شیشه و محصولات مربوط به آن باز می کند؛ از ساخت کارد و چنگال گرفته تا شیشه ضد گلوله !
استانوبو ماسانو (Atsunobu Masuno)، استادیار این دانشگاه، می گوید: به زودی روشی برای تولید انبوه این ماده جدید خواهیم ساخت. ما قصد داریم تا 5 سال آینده این تکنیک را تجاری کنیم.
شیشه معمولی عموما از سیلیکون دی اکسید و کمی آلومینا (alumina)، نوعی اکسید آلومینیوم که برای افزایش سختی آن اضافه می شود، ساخته می شود. اما در این روش ساخت، میزان محکم شدن محصول نهایی محدودیت هایی دارد. اگر آلومینا بیش از حد اضافه شود باعث تشکیل بلور در محل برخورد شیشه و ظرف نگه دارنده اش می شود. دانشمندان توکیو راه حل ظریفی برای حل این مساله پیدا کردند؛ همه چیز را به جز شیشه حذف کردند !

روش جدید ساخت شیشه

فرآیند مخلوط سازی با مقداری کمی پودر تانتال و روش پردازش بدون ظرف انجام می شود. ترکیبات شیمیایی را در دما و فشار بالا با یکدیگر فشرده می کنند و بعد به کمک گاز اکسیژن تحت فشار آن ها را بالا می برند و آن قدر لیزر کربن دی اکسید به آن می تابانند تا به شیشه تبدیل شود. به این روش “کوره شناور آیرودینامیکی” می گویند. ماده حاصل شفاف، بی رنگ و ،به خاطر داشتن 50 درصد آلومینا، خیلی خیلی محکم است.

در ساختنی بخوانید :
پدران قابل اعتماد عامل اصلی بزرگی مغز پستانداران هستند
دانشمندان موفق به ساخت شیشه ای شده اند که به اندازه فولاد محکم است و به سختی می شکند.
دانشمندان موفق به ساخت شیشه ای شده اند که به اندازه فولاد محکم است و به سختی می شکند.

این ماده را تحت آزمایش های متعددی قرار دادند تا سختی، قدرت و قابلیت ارتجاعی آن را بسنجند. الاستیسیته یا کشسانی این ماده جدید دو برابر شیشه معمولی بود-تقریبا به اندازه فولاد و آهن. نتایج این تحقیق نشان داد ماده ای که با این روش ساخته شود محصولی به دست می دهد که می تواند نازک و سبک یا ضخیم و سنگین باشد و خواص نوری عالی داشته باشد؛ یعنی نور را به خوبی عبور دهد.
با این حال، این ماده جادویی هم نیست:

این آزمایش ها قدرت ماده را در مقاومت در برابر ضربه خوردن از اشیای دیگر اندازه می گیرند. به گزارش این گروه بعد از ور رفتن با نمونه هایی از این ماده و اعمال هر نیرویی که فکرش را بکنید، معلوم شد می توانند ترک هایی شعاعی در آن ایجاد کنند که از یک نقطه مرکزی در سرتاسر ماده پخش می شود. با این که این ماده خیلی خیلی محکم است، در برخی موارد دقیقا مثل همتا های صنعتی اش عمل می کند.
اما همین که شیشه ای ساخته شود که وقتی زمین بیفتد نمی شکند یا خش بر نمی دارد هم پیشرفت بزرگی است.

منبع