Sklo pevné skoro jako ocel  
Materiáloví vědci překonali nesnáze při výrobě skla s velkým obsahem oxidu hlinitého pomocí aerodynamické levitace a udělali sklo pevnější, než většina kovů.

 

Transmitance, množství světla o určité vlnové délce, které prošlo sklem. Kredit: Rosales-Sosa et al. (2015).
Transmitance, množství světla o určité vlnové délce, které prošlo sklem. Kredit: Rosales-Sosa et al. (2015).

Běžné sklo je sice krásné, ale nebývá zrovna vzorem pevnosti. Nicméně, i sklo může klamat tělem. Gustavo Rosales-Sosa z Institut průmyslových věd Tokijské univerzity a jeho kolegové vyvinuli sklo, které je obstojně průhledné, ale přitom je pevnější, než celá řada kovů. Svůj výzkum publikovali v časopisu Scientific Reports.

 

 

Gustavo Rosales-Sosa. Kredit: G. Rosales-Sosa
Gustavo Rosales-Sosa.
(Kredit: G. Rosales-Sosa)

Nerozbitné a přitom pěkně průhledné sklo, které by vydrželo pád přístroje na zem anebo divokou srážku, by s otevřenou náručí uvítali v mnoha různých aplikacích. Jen si to představte, bezpečná okna, chytré telefony a tablety, po kterých mohou šlapat děti, a nic se jim nestane. Materiáloví vědci se o to samozřejmě snaží už dlouho a hledají různé cesty, jak vytvořit pevnější sklo.

 


Jednou z možností, jak toho dosáhnout, je přidání většího množství oxidu hliníku, konkrétně oxidu hlinitého (Al2O3), tedy aluminy. Dřívější výzkumy ukázaly, že sklo s vyšším obsahem oxidu hlinitého by mohlo být mnohem pevnější než tradiční sklo. Až doposud to ale byly jenom teoretické úvahy a vědcům se nedařilo a nedařilo takové sklo vyrobit. Během výrobního procesu totiž dochází k zásadnímu zvratu, kdy větší množství aluminy ve směsi pro výrobu skla způsobí, že se v místě dotyku směsi s povrchem nádoby vytvoří krystaly oxidu křemičitého (SiO2). V té chvíli je směs pro výrobu skla nepoužitelná.

 

Oxid hlinitý, alumina. Kredit: Ondřej Mangl / Wikimedia Commons.
Oxid hlinitý, alumina. Kredit: Ondřej Mangl / Wikimedia Commons.

Rosales-Sosa a spol. ale vymysleli trik, jak nesnáz s krystaly oxidu křemičitého překonat. Je to geniálně jednoduché, prostě vynechali z procesu výroby nádobu. Použili totiž takzvanou aerodynamickou levitaci, během níž drží směs pro výrobu skla ve vzduchu proud kyslíku. Jako míchadlo při aerodynamické levitaci využili laserovým paprsek. Výsledkem převratného výrobního postupu je sklo označované jako 54Al2O3-46Ta2O5 s rekordním obsahem oxidu hlinitého, který přesahuje všechny dosavadní vyrobená skla. Na jeho struktuře se očividně podílí i oxid tantaličný (Ta2O5).

 

 

Oxid tantaličný. Kredit: Kamil9243 / Wikimedia Commons.
Oxid tantaličný. Kredit: Kamil9243 / Wikimedia Commons.


Testy nového skla ukazují, že je pevnější než většina kovů a téměř tak pevné jako ocel. I spolupracující badatelé Japonského výzkumného institutu synchrotronového záření pomocí MAS NMR (Magic Angle Spinning Nuclear Magnetic Resonance) spektroskopie potvrdili unikátní strukturu nového skla. Mezi výzkumem Tokijské univerzity a intenzivní výrobou chytrých telefonů s nerozbitným sklem už stojí v podstatě jediná klíčová věc – technologie ekonomicky přijatelné průmyslové výroby takového skla. Rosales-Sosa a spol. na tom pracují a podle všeho jsou si jistí, že se jim to brzy povede.


Literatura
Tech Xplore 4. 11. 2015, Scientific Reports 5: 15233, Wikipedia (Magic angle spinning).

 

Datum: 07.11.2015
Tisk článku

Hravá přírodověda -
 
 
cena původní: 399 Kč
cena: 355 Kč
Hravá přírodověda

Související články:

Supertvrdé sklo ze suchého ledu     Autor: Martin Šrubař (30.06.2006)
Rekordně tenké sklo má tloušťku jen na dva atomy     Autor: Stanislav Mihulka (15.09.2013)
Chytré sklo proti horku a zimě     Autor: Martin Tůma (04.12.2013)
Schránky měkkýšů inspirovaly odolné supersklo     Autor: Stanislav Mihulka (10.02.2014)



Diskuze:




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni












Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace