加拿大科學(xué)家受軟體動(dòng)物貝殼啟發(fā) 開發(fā)出更堅(jiān)固玻璃

加拿大麥吉爾大學(xué)科學(xué)家受軟體動(dòng)物貝殼的啟發(fā)，開發(fā)出了更加堅(jiān)固的玻璃。被撞擊時(shí)，這種玻璃不會(huì)破碎，而是像塑料一般具有韌性，未來(lái)或具有廣泛應(yīng)用前景，比如改善手機(jī)屏幕等。

鋼化、層壓等技術(shù)可以強(qiáng)化玻璃，但成本高昂，一旦表面損壞就不再起作用。研究人員表示，在高強(qiáng)度、韌性和透明度之間做好權(quán)衡是制造新型材料的關(guān)鍵。

麥吉爾大學(xué)生物工程系副教授艾倫·歐利希從大自然中汲取靈感，創(chuàng)造了一種類似珍珠貝中的珍珠層一樣的新型玻璃和丙烯酸復(fù)合材料。新材料不僅比普通玻璃堅(jiān)固3倍，而且抗裂性也提高5倍以上。

“珍珠貝既有硬質(zhì)材料的剛性，又有軟質(zhì)材料的耐久性，兩者兼而有之。”歐利希解釋說(shuō)，“新材料由像粉筆一樣的硬塊組成，上面覆蓋著具有高彈性的軟蛋白質(zhì)。這種結(jié)構(gòu)可產(chǎn)生非凡的強(qiáng)度，使其比構(gòu)成它的材料堅(jiān)韌3000倍。”

研究人員用層層玻璃薄片和丙烯酸復(fù)制了珍珠貝的珍珠層，制造了一種非常堅(jiān)固但不透明的材料，制造過(guò)程容易且成本低廉。接著，他們進(jìn)一步使復(fù)合材料具有光學(xué)透明性。

麥吉爾大學(xué)博士后研究員、研究論文主要作者阿里·阿米尼說(shuō)：“通過(guò)調(diào)節(jié)丙烯酸的折射率，我們使其與玻璃無(wú)縫混合，形成真正透明的復(fù)合材料。”

下一步，他們計(jì)劃結(jié)合智能技術(shù)來(lái)改進(jìn)玻璃，使玻璃可以改變顏色、力學(xué)性質(zhì)和導(dǎo)電性等。

據(jù)推測(cè)，柔性玻璃是羅馬皇帝提比略·凱撒統(tǒng)治時(shí)期的一項(xiàng)失傳的發(fā)明。根據(jù)羅馬作家的記錄，一位發(fā)明家將一個(gè)由這種材料制成的飲水碗呈給皇帝，當(dāng)試圖打破碗以測(cè)試其硬度時(shí)，它只是凹陷了下去，而沒(méi)有破碎。在發(fā)明家發(fā)誓他是唯一知道如何生產(chǎn)這種材料的人之后，提比略把這個(gè)人處死了，因?yàn)樗麚?dān)心這種可能更值錢的玻璃會(huì)讓金銀貶值。

歐利希說(shuō)：“當(dāng)我想到提比略的故事時(shí)，我很高興我們的材料創(chuàng)新帶來(lái)的是‘新生’而非‘幻滅’。”

總編輯圈點(diǎn)

屏幕碎裂大概是每個(gè)智能手機(jī)用戶最常遇到的煩惱之一。有時(shí)，由于換屏成本過(guò)高，我們也會(huì)頑強(qiáng)地繼續(xù)使用斑駁的屏幕，決不能讓手機(jī)公司再多賺我們一分錢。這次，科研人員受到珍珠貝的啟發(fā)，開發(fā)出了更加堅(jiān)硬的玻璃。他們組裝和改造傳統(tǒng)材料，用低廉的成本制造出了更加堅(jiān)硬的復(fù)合材料。大自然里的生物常會(huì)擁有一些讓人類羨慕的“裝備”，我們也只能通過(guò)研究和模仿這些自然界的老師，創(chuàng)新已有的材料，來(lái)改善生活，帶來(lái)更多可能性。(張佳欣)

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