Staklo inspirirano školjkama pet puta otpornije na lomove

Umjesto da se razbije pri udarcu, novi materijal ima elastičnost plastike i mogao bi se, između ostalog, koristiti za izradu čvršćih zaslona na mobitelima

Mladen Smrekar utorak, 12. listopada 2021. u 18:05

Tehnike poput kaljenja i laminiranja mogu pomoći u pojačavanju stakla, ali one su skupe su i više nisu djelotvorne nakon što se površina jednom ošteti. No, sad su istraživači sa Sveučilišta McGill u Montrealu dobrom na putu da razviju čvršće staklo, otpornije na lomove, inspirirano unutarnjim slojem školjki mekušaca. 

Novi kompozitni materijal

"Dosad se uvijek radio kompromis između visoke čvrstoće, elastičnosti i transparentnosti. No, naš novi materijal čak je pet puta otporniji na lomove", otkriva Allen Ehrlicher, izvanredni profesor Odjela za bioinženjering. Crpeći inspiraciju iz prirode, on je stvorio novi, stakleni i akrilni, kompozitni materijal koji oponaša sedef. 

Mikrostruktura staklenog kompozita (lijevo) i sedefa (desno) (Allen Ehrlicher)
Mikrostruktura staklenog kompozita (lijevo) i sedefa (desno) (Allen Ehrlicher)

“Priroda je majstor dizajna. Proučavanje strukture bioloških materijala i razumijevanje njihovog djelovanja inspirira i nudi ideje za nove materijale”, kaže Ehrlicher. "Zapanjujuće, sedef ima krutost tvrdog materijala i izdržljivost mekog, što mu pruža najbolje od oba svijeta. Sastoji se od krutih komadića tvari nalik kredi, sastavljenih od visoko elastičnih slojeva mekih proteina. Ova struktura je iznimno čvrsta, čak 3000 puta čvršća od materijala od kojih je sastavljena.”

Arhitektura sedefa

Kanadski istraživači posudili su građevnu arhitekturu sedefa i replicirali je sa slojevima stakla i akrila. Tako su dobili iznimno jak, ali neproziran materijal koji se može proizvesti jednostavno i jeftino. Zatim su otišli korak dalje kako bi kompozit učinili optički transparentnim. Ugađanjem indeksa loma akrila omogućili su njegovo besprijekorno stapanje sa staklom i tako dobili proziran kompozit.

Struktura sedefa je 3000 puta čvršća od materijala koji je sastavljaju
Struktura sedefa je 3000 puta čvršća od materijala koji je sastavljaju

Istraživači ne misle stati na tome pa ovaj materijal namjeravaju poboljšati ugradnjom pametne tehnologije koja staklu omogućuje promjenu svojstava, od njegove boje do vodljivosti.


Fleksibilno stakla starog Rima

Fleksibilno staklo navodno je izgubljeni izum iz vremena vladavine rimskog cara Tiberija. Povijesni zapisi kazuju da je izumitelj pred cara donio zdjelu za piće napravljenu od tog materijala. Kad su zdjelu pokušali razbiti, ona se samo zgnječila ali ne i rasula u tisuće komada. A nakon što se izumitelj zakleo da samo on zna tajnu tog materijala, Tiberije ga je dao pogubiti, strahujući da će to staklo obezvrijediti njegovo zlato i srebro.

Stakleni kompozit (A), mikrostruktura staklenog kompozita (B), sedefni sloj u ljusci crvenog abolona (C) i mikrostruktura sedefa (D) (Allen Ehrlicher)
Stakleni kompozit (A), mikrostruktura staklenog kompozita (B), sedefni sloj u ljusci crvenog abolona (C) i mikrostruktura sedefa (D) (Allen Ehrlicher)

McGillovi istraživači nemaju tog straha i nadaju se da će njihov izum, opisan u članku koji objavljuje magazin Science, ubrzo naći svoju primjenu, od stakala na mobilnim uređajima do raznih industrijskih rješenja gdje je čvrstoća stakla poželjna. 



DLS Stereo - One savršena je baza za 2.1 audio sustav vašeg televizora

DLS FLATSUB Stereo One

550 x 165 x 300 mm, 32 Hz @-6dB, 8,5 kg, 80W za sub + 2x35W satelitsko pojačalo

3.199 3.999 kn Kupi

Zvučnici uz koje zabava nikada ne prestaje

DALI Opticon 5 Black

51 - 32,000 Hz, 30 - 150W, 88.0 dB, 891 x 195 x 310 mm, 15.6 kg

8.099 9.589 kn Kupi

Novi dizajn stereo pojačala s zaslonom za jednostavnije korištenje

VINCENT SV-121

2x80W/8 Ohm, 2 x 130W/7 Ohm output, 20Hz, 90dB, 430 x 95 x 380mm, 10kg

3.999 kn 4.999 kn Kupi