Ученые нашли метод, как увеличить прочность стекла в 200 раз

прочное стекло

Многие из веществ природа наделила противоречивыми свойствами. Раковины, например, очень прочные, хотя состоят из хрупкого белкового вещества конхиолин. Эмаль, с высоким содержанием хрупких минералов, также очень прочная. Зато керамика и стекло, несмотря на то, что прочные, являются хрупкими. Тайна прочности натуральных материалов - в их микроструктуре, - объясняют ученые из Монреаля (Канада) в журнале «Nature Communications».

Микроструктура природных материалов состоит из множества мелких, разветвленных бугорков. Они распределяют нагрузку по большей площади, увеличивая прочность материала в несколько раз. На зубной эмали, например, под микроскопом видно, что вроде гладкие зубы состоят из множества крепких, разветвленных кристаллических волокон. Это несколько уменьшает твердость, однако также снижает и ломкость, делая зубы гораздо крепче. Канадские исследователи использовали это свойство при получении стекла. В частности, их удалось увеличить прочность боросиликатного стекла, образовав в нем микродефекты с помощью лазера.

«Сделать материал прочнее, образовав в нем уязвимые места - сначала это кажется абсурдным, - говорит Франсуа Бартелат из Университета Макгилла в Монреале. - Но в натуральных материалах - это универсальная стратегия».

Боросиликатное стекло Бартелаг и его коллеги «расстреляли» ультрафиолетовым лазером, который оставил в нем крошечные микроструктуры. Образующиеся волнистые линии увеличили прочность материала почти в 200 раз, а пластичность - почти в 20. Они распределяют нагрузку равномерно по площади и препятствуют образованию трещин.

Чтобы дополнительно увеличить прочность стекла, исследователи покрыли его сверху тонким слоем клея. Особенно эффективным оказались полиуретановые клеи, которые дополнительно увеличили сопротивление в полтора раза. Клеи (тестировали, в частности, полиметилметакрилат и цианокрилат) не подошли: ученые пришли к выводу, что стекло и клей должны подходить друг другу по своим свойствам.

Кстати, если вас интересует стяжка пола цена на нее относительно невысока. Подробнее вы можете узнать на сайте plastering.kiev.ua. В Киеве такие услуги предлагает компания Plastering.


Похожие материалы: