Стекло является одним из самых полезных и широко используемых материалов в современном мире. Но, к сожалению, обычное стекло достаточно хрупко, и оно разрушается при приложении даже небольших механических усилий. Но ученым из университета МакГилла (McGill University) удалось создать новый тип практически небьющегося стекла, которое имеет высокий показатель прозрачности и обладает, при этом высокой механической прочностью и твердостью. А прототипом структуры нового стекла стали внутренние оболочки раковин различных моллюсков, материал которых известен нам под названием перламутр.
Микроструктура перламутра весьма напоминает кирпичную кладку, в которой жесткие пластинки карбоната кальция упорядочены и скреплены мягкими и эластичными биополимерами. Такая структура сама по себе обладает высокой прочностью, а наличие эластичных связующих материалов не дает распространяться возникающим микротрещинам.
Во время предыдущих исследований ученые из университета МакГилла пытались повторить структуру перламутра в стекле при помощи технологии так называемого лазерного травления. Созданное таким образом стекло хоть и обладало достаточно высокой механической прочностью, но его прозрачность оставляла желать лучшего. В следующий же раз ученые пошли по более сложному пути, они взяли предварительно заготовленные крошечные стеклянные пластинки и связующий материал, используемый обычно в акриловых красках, и спрессовали все это вместе.
Получившийся материал сохранил прозрачность изначального стекла, ведь исследователи тщательно подобрали состав связующего материала так, что его коэффициент преломления был абсолютно равен коэффициенту преломления стекла. Но из-за сложной структуры новое стекло обрело внушительную механическую прочность, для того, чтобы его сломать, необходимо сильно постараться и приложить немалые усилия.
Проведя измерения механических характеристик нового стекла, ученые выяснили, что средняя прочность нового материала в три раза превышает прочность обычного стекла, а прочность на излом - в пять раз.
Сейчас ученые разрабатывают метод производства нового вида ударопрочного и небьющегося стекла, который будет масштабируемым и приемлемым для условий массового производства. И, естественно, новое стекло может быть использовано, в первую очередь, для создания защитных покрытий для уже существующих или новых сенсорных экранов смартфонов и других электронных устройств. Кроме этого, исследователи планируют найти способы изменения цвета, электрической проводимости и других параметров материал, что должно существенно расширить области его практического применения.
