Sống khỏe

Kính không vỡ lấy cảm hứng từ vỏ sò

Unbreakable glass inspired by seashells
(A) Thủy tinh kết hợp (không có chiến lược so khớp chỉ mục ở bên trái và có kết hợp chỉ mục ở bên phải ), (B) Cấu trúc vi mô của composite thủy tinh, (C) Hình ảnh lớp xà cừ trong vỏ bào ngư đỏ, và (D) Cấu trúc vi mô của xà cừ. Tín dụng: Đại học McGill

Các nhà khoa học từ Đại học McGill phát triển loại kính cứng và chắc hơn, lấy cảm hứng từ lớp bên trong của vỏ nhuyễn thể. Thay vì vỡ ra khi va chạm, vật liệu mới có khả năng đàn hồi của nhựa và có thể được sử dụng để cải thiện màn hình điện thoại di động trong tương lai, trong số các ứng dụng khác.

Mặc dù các kỹ thuật như tôi và cán có thể giúp gia cố kính, nhưng chúng rất tốn kém và không còn hoạt động khi bề mặt bị hư hỏng. “Cho đến nay, có sự đánh đổi giữa , độ dẻo dai và độ trong suốt. Vật liệu mới không chỉ mạnh hơn kính thông thường ba lần, mà còn Allen Ehrlicher, Phó giáo sư tại Khoa Kỹ thuật sinh học tại Đại học McGill, cho biết khả năng chống đứt gãy cao hơn gấp 5 lần.

Bản chất là bậc thầy của thiết kế

Lấy cảm hứng từ thiên nhiên, nhà khoa học đã tạo ra một vật liệu composite thủy tinh và acrylic mới mô phỏng xà cừ hoặc xà cừ. Ehrlicher nói: “Tự nhiên là bậc thầy về thiết kế. Việc nghiên cứu cấu trúc của các vật liệu sinh học và hiểu cách thức hoạt động của chúng mang lại nguồn cảm hứng và đôi khi là bản thiết kế cho các vật liệu mới”, Ehrlicher nói.

“Thật ngạc nhiên, xà cừ có độ cứng của vật liệu cứng và độ bền của vật liệu mềm, mang lại cho nó những thứ tốt nhất của cả hai thế giới”, ông giải thích. “Nó được làm từ những mảnh vật chất cứng như phấn được xếp thành lớp với các protein mềm có tính đàn hồi cao. Cấu trúc này tạo ra sức mạnh đặc biệt, khiến nó cứng hơn 3000 lần so với các vật liệu tạo ra nó.”

Các nhà khoa học đã lấy kiến ​​trúc của xà cừ và sao chép nó với các lớp mảnh thủy tinh và acrylic, tạo ra một loại vật liệu đặc biệt chắc chắn nhưng không trong suốt có thể được sản xuất dễ dàng và không tốn kém . Sau đó, họ đã tiến thêm một bước nữa để làm cho composite trở nên trong suốt về mặt quang học. “Bằng cách điều chỉnh của acrylic, chúng tôi đã tạo ra Tác giả chính Ali Amini, Nhà nghiên cứu sau Tiến sĩ tại McGill, cho biết nó hòa trộn hoàn toàn với thủy tinh để tạo thành một hỗn hợp thực sự trong suốt. Trong các bước tiếp theo, họ có kế hoạch cải thiện nó bằng cách kết hợp công nghệ thông minh cho phép kính thay đổi các đặc tính của nó, chẳng hạn như màu sắc, cơ học và độ dẫn điện.

Unbreakable glass inspired by seashells
(A) Cấu trúc vi mô của composite thủy tinh và (B) Cấu trúc vi mô của xà cừ. Tín dụng: Đại học McGill

Bị mất phát minh ra kính dẻo

Kính dẻo được cho là một phát minh đã mất từ ​​thời trị vì của Hoàng đế La Mã Tiberius Caesar. Theo các tài liệu lịch sử phổ biến của các tác giả La Mã Gaius Plinius Secundus và Petronius, nhà phát minh đã mang một chiếc bát uống làm bằng vật liệu này trước Hoàng đế. Khi chiếc bát được đưa đi thử nghiệm để phá vỡ nó, nó chỉ bị móp thay vì vỡ.

Sau khi nhà phát minh tuyên thệ anh ta là người duy nhất biết cách sản xuất vật liệu, Tiberius đã xử tử người đàn ông này, vì sợ rằng sẽ phá giá vàng và bạc vì nó có thể có giá trị hơn.

“Khi tôi nghĩ về câu chuyện của Tiberius, tôi rất vui vì sự đổi mới vật liệu của chúng tôi dẫn đến việc xuất bản hơn là thực hiện”, Ehrlicher nói.



Thêm thông tin: Ali Amini và cộng sự, Ly tâm và đối sánh chỉ số tạo ra hỗn hợp xà cừ sinh học trong suốt và mạnh mẽ, Khoa học (2021 ). DOI: 10.1126 / science.abf0277

Trích dẫn : Kính không thể vỡ lấy cảm hứng từ vỏ sò (2021, ngày 28 tháng 9) được truy xuất ngày 28 tháng 9 năm 2021 từ https://phys.org/news/2021-09-unbreakable -glass-Seashells.html

Tài liệu này có bản quyền. Ngoài bất kỳ giao dịch công bằng nào cho mục đích học tập hoặc nghiên cứu tư nhân, không có phần nào được sao chép mà không có sự cho phép bằng văn bản. Nội dung được cung cấp chỉ phục vụ cho mục đích thông tin.

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

Back to top button