Стекла скоро нельзя будет разбить

Возможно ли, например, создать такое окно, стекла которого, при попадании в них футбольного мяча, не разобьются, а просто спружинят и вытолкнут этот самый мяч обратно во двор? Ученые утверждают, что это вполне возможно — нужно просто сделать в твердом стекле мягкие зоны, которые смогут по-другому распределять по поверхности нагрузку извне.

Стекло является замечательным изобретением человечества, однако у этого материала есть один серьезный недостаток — оно очень хрупкое. Нет, конечно же, можно повысить прочность стекла, добавив в него различные компоненты, однако это не изменит данного свойства: пуленепробиваемое стекло все равно не выдержит удара, например, артиллерийского снаряда. А все потому, что этот материал не обладает должной пластичностью и гибкостью — это и приводит к его деформации при различных нагрузках.

Но можно ли сделать стекло более пластичным, не изменив при этом других его полезных свойств? Возможно ли, например, создать такое окно, стекла которого, например, при попадании в них футбольного мяча, не разобьются, а просто спружинят и вытолкнут этот самый мяч обратно во двор? Ученые из Университета Макгилла (Канада), которыми руководит профессор Франсуа Бартело, считают, что такое вполне возможно. Для этого нужно просто… поцарапать стекло в определенных местах.

Такая идея пришла исследователям в голову тогда, когда они изучали структуру раковин различных моллюсков, которые тоже состоят из твердых и хрупких минералов. Следует заметить, что хоть представители этой группы животных могут сильно отличаться друг от друга, принцип строения их раковины один и тот же. И ее прочность, как и таковая костей человека, обусловлена присутствием в массе твердого материала фрагментов более мягких компонентов, по которым энергия деформации распространяется вглубь раковины, распределяя нагрузку по значительной поверхности. Стекло же формируется совсем по другому принципу: его прочность обеспечивается количеством слоев, которые распределяют нагрузку по большой площади поверхности, но при этом не "уводят" ее вглубь.

Читайте также: Моллюск рассказал людям о нанотехнологиях

Ученые из Университета Макгилла решили применить открытый ими "принцип раковины" к обычному стеклу. Для этого они при помощи лазера выжгли в нем волнообразные дорожки из крохотных дырочек, а затем наполнили эти "дорожки" полиуретаном. Разумеется, эти "поцарапанные" места треснули, однако после этого стекло не распалось, поскольку, как и предсказывали исследователи, мягкие компоненты соединяли его вместе. Более того, передача усилия от одной точки по всему материалу улучшилась: она стала примерно такой же, как и в раковинах моллюсков.

Дальнейшие эксперименты показали, что такое "поцарапанное" стекло куда лучше сопротивлялось различной деформации. Например, обычное стекло разрушается после удлинения буквально на 0,1 процента, а вот его новый "бионический" собрат мог без особых проблем пережить удлинение примерно на пять процентов! Согласно оценкам ученых, общая прочность этого материала в 200 раз выше, чем у стандартного стекла, которое используют для производства окон.

Кроме того, нужно учитывать, что продемонстрированный учеными образец — это всего лишь первая "ласточка". Однако получен материал, готовый к практическому внедрению. В дальнейшем же следует ожидать появления композитов на основе стекла с еще более выдающимися характеристиками. И, судя по всему, долго ждать не придется, поскольку, по словам доктора Бартело, "…метод производства данного материала весьма экономичен. Все, что вам нужно, — это импульсный лазерный луч, сфокусированный в заранее заданных точках. Наша трехмерная техника лазерной гравировки может быть легко масштабирована и использована для больших и толстых компонентов любой формы".

Таким образом, можно ожидать, что подобные стекла достаточно быстро займут свое место на рынке и, более того, в некоторых отраслях они смогут достаточно быстро вытеснить традиционные, поскольку их цена будет незначительно выше. Но где можно применять такие "резиновые" стекла? Во-первых (и это самое перспективное направление), в экранах смартфонов, планшетов и других мобильных устройств, которые, согласно статистике, в основном выходят из строя из-за деформации стекла при падении или еще какой-нибудь неожиданной нагрузке на экран. Во-вторых, на основе этих материалов можно будет разработать принципиально новую концепцию пуленепробиваемых покрытий: не нужно будет увеличивать толщину стекла или добавлять в него компоненты, ухудшающие оптические свойства материала. Ну и, наконец, такое стекло может пригодиться при производстве очков, биноклей и других оптических приборов.

Читайте также: "Умные окна" помогут экономить электроэнергию

Кстати, если уж речь зашла об очках, то сразу возникает закономерный вопрос — влияют ли подобные модификации стекла на его оптические свойства? Серия экспериментов, проведенных группой профессора Бартело, показала, что нет — дело в том, что улучшающие прочность "царапины" весьма и весьма малы, их размеры сопоставимы с таковыми микротрещин, которые постоянно возникают на любом стекле. А их человеческий глаз просто не замечает, и все производимые ими оптические эффекты — тоже…

Читайте самое интересное в рубрике "Наука и техника"

Не забывайте присоединяться к Pravda.Ru во ВКонтакте, Telegram, Одноклассниках, Google+, Facebook, Twitter. Установи "Правду.Ру" на главную страницу "Яндекса". Мы рады новым друзьям!

Украшения, по классу и уровню мастерства изготовления сопоставимые со знаменитой коллекцией "скифского золота", которая в настоящее время удерживается в Нидерландах, были обнаружены в Крыму во время археологических раскопок.

Археологи нашли в Крыму золотые суперартефакты
Комментарии
Коварные англичане и троянский брекзит
Россияне предлагают лишить Улюкаева собственности и отправить в тюрьму
Торговая война США против Китая: милые бранятся?
Зачем Россия продает долговые бумаги США — Александр БУЗГАЛИН
Коварные англичане и троянский брекзит
Воины-волки: зачем люди ели собак четыре тысячи лет назад
Общественная палата РФ: выдворение из Украины журналистки ВГРТК — нарушение международного права
Зачем Россия продает долговые бумаги США — Александр БУЗГАЛИН
Зачем Россия продает долговые бумаги США — Александр БУЗГАЛИН
Тайный механизм работы "боевого наркотика" ИГ* раскрыли американские наркологи
Заявление Гелентнера: можно ли отрицать высадку американцев на Луну — Иван МОИСЕЕВ
На украинских урановых рудниках шахтеры начали забастовку
В американском штате Аризона зафиксирована вспышка чумы
Порошенко поручил расследовать дело об украинских технологиях в ракетах КНДР
Зачем Россия продает долговые бумаги США — Александр БУЗГАЛИН
В российском МИДе не поверили оправданиям Киева о непричастности к ракетным технологиям в КНДР
Китай и США: демонтаж прежних экономических отношений — Константин СИМОНОВ
Подтверждено Вованом и Лексусом: у Северной Кореи — ракетные технологии "Южмаша"
Сто дней президентства Макрона, или Утраченные иллюзии Франции
Донецк сообщил о предотвращении теракта на телевышке
Общественная палата РФ: выдворение из Украины журналистки ВГРТК — нарушение международного права