Telefone pasigirsta juokas, kai Johnas Mauro užduoda mano klausimą vienam iš savo mokinių: kiek reikia plakti, kad sudaužytų jų sukurtą naują stiklą?

„Jūs turite įdėti į jį savo kūną“, – sako profesorius Mauro iš Penn State, kuris aprašo, kaip stiklas pirmiausia turi būti giliai subraižytas deimantiniu rašikliu arba volframo karbidu, o tada įkalamas doktorantūros studento. plaktukas.

Profesorius Mauro tvirtina, kad išradimas, vadinamas LionGlass, yra dešimt kartų stipresnis už standartinį stiklą. Įsivaizduokite vyno butelį nepažeistą, net kai jis buvo numestas ant virtuvės plytelių grindų.

Tačiau yra nedaug informacijos apie „LionGlass“, nes tyrimas dar nebuvo paskelbtas recenzuojamame žurnale, o komanda neseniai pateikė patento paraišką.

Viena iš esminių detalių yra ta, kad, skirtingai nei standartinio stiklo, šio stiklo gamybai nereikia kalcinuotos karbonato arba kalkakmenio. Alternatyvūs ingredientai šiuo metu yra kruopščiai saugoma paslaptis.

Žmonės buvo Stiklo gamyba tūkstančius metų. Dėl savo brangakmenių savybių ir dėl to, kad jį galima suformuoti į sudėtingas formas, jis visada turėjo Achilo kulną: jis dūžta. Bet gal ir neilgam.

Nuo automobilių priekinių stiklų iki šampano fleitų – nėra galo toms programoms, kurioms gali būti naudingas dar patvaresnis stiklas.

Vyksta didžiulė konkurencija, kas gali pagaminti stipriausią ir tvariausią stiklą už priimtiną kainą. Tai gali pakeisti pasaulį.

„Jei tikrai norime turėti įtakos anglies pėdsakui, turime spręsti natrio kalkių silikato problemą“, – sako profesorius Mauro.

Sodos pelenai ir kalkakmenis išskiria anglies dioksidą (CO2), kai kaitinami su kvarciniu smėliu – įprastas stiklo receptas –, o gamybos procesas reikalauja aukštų temperatūrų ir sunaudoja daug energijos.

Priešingai, „LionGlass“ nenaudoja šių daug anglies turinčių medžiagų, o gamybos temperatūra yra žemesnė nei 300–400 °C.

Svarbiausia, kad stiklas turi mažesnę šiluminę toleranciją nei kitas stiklas, todėl jo negalima naudoti išmaniųjų telefonų ar planšetinių kompiuterių ekranams, kurie yra labai paklausūs.

Norėdami tai padaryti, stiklas turi atlaikyti aukštą temperatūrą gamybos proceso metu.

„Jei šio proceso metu stiklas keičia savo matmenis, pikseliai iš tikrųjų gali būti neteisingai suderinti”, – sako profesorius Mauro.

Tačiau „LionGlass“ gali būti naudojama daugeliu kitų – pavyzdžiui, stikliniams stalo įrankiams ir langams pastatuose.

Esamose stiklo gamybos įmonėse turėtų būti galima tai padaryti nekeičiant jų įrangos, o pagaminus stiklą daugiau dirbti nereikia. Jo stiprumas, pasak profesoriaus Mauro, yra „stiklinės struktūros prigimtinė savybė“.

„LionGlass“ gali turėti įtakos „visur, kur matai stiklą“, išskyrus išmaniuosius telefonus, – sako Robertas Ritchie iš Kalifornijos universiteto Berklyje.

Profesorius Ricci ir jo kolegos sukūrė nepermatomą stiklą, kuris yra stipresnis už plieną Beveik prieš dešimtmetį.

Naujas stiklo tipas galėtų padėti architektams permąstyti, kaip jie naudoja medžiagą, sako Cheryl Atkinson iš Atkinson Architect Kanadoje. „LionGlass“, būdamas toks tvirtas, gali leisti, pavyzdžiui, daug plonesnius langų stiklus.

„Tai neabejotinai sumažintų izoliuotų ar trigubo stiklo paketų svorį”, – pažymi ji ir pažymi, kad tai sumažintų anglies dvideginio išmetimą, susijusį su stiklo transportavimu.

Tačiau viena iš dabartinių langų technologijų problemų yra ta, kad plastikiniai sandarikliai aplink dvigubo ar trigubo stiklo paketų kraštus dažnai sugenda po kelių dešimtmečių – tai ne viskas priklauso nuo paties stiklo kokybės.

Be to, pripažindami energijos vartojimo efektyvumo svarbą, architektai, įskaitant ponią Atkinson, savo projektuose naudoja mažiau stiklo, kad sumažintų šilumos nuostolius iš pastatų žiemą ir apsaugotų nuo pernelyg didelio patalpų patalpų šildymo saulėtomis dienomis.

Buvęs profesoriaus Mauro darbdavys Corningas, garsėjantis išmaniuosiuose telefonuose, planšetiniuose kompiuteriuose ir televizorių ekranuose naudojamu stiklu „Gorilla“, gamina kitus gaminius, pavyzdžiui, stiklą itin tvirtų vaistų buteliukams, įskaitant vakcinas nuo Covid-19, ir architektūrinį pastatų stiklą.

Jaiminas Aminas, Corning vyriausiasis technologijų pareigūnas, BBC sakė, kad bendrovė vykdo projektą, kuriame ieškoma „labai aukštos kokybės“ energiją taupančių langų.

Vienas iš būdų, kaip tai būtų galima panaudoti, yra uždėti labai ploną stiklo sluoksnį tarp dviejų tradicinių langų stiklų, kad būtų pagaminti trigubo stiklo paketai, kurie yra plonesni ir lengvesni nei esami langai, sako jis.

Liepos mėnesį „Corning“ pranešė apie silpną išmaniųjų telefonų paklausą ketvirčio pajamų atnaujinime.

Vis dėlto Aminas teigia, kad plataus vartojimo elektronika išlieka pagrindine įmonės augimo sritimi.

Išmaniųjų telefonų gamintojai naudoja stiklą savo prietaisų korpusams ir ekranams, iš dalies todėl, kad tai padeda telefonams priimti ir perduoti aukšto dažnio 5G signalus, sako Corningas.

Tuo tarpu ilgaamžiškumas ir toliau gerėja.

Praėjusiais metais Corning paleistas Victus 2 Gorilla Glass gali išgyventi numestas ant betono iš vieno metro aukščio. „Tai buvo pirmas kartas, kai turėjome puodelį su sertifikuotu perdirbtu turiniu“, – sako daktaras Aminas. „Vis labiau judame šia kryptimi.

Vienas iš stiklo perdirbimo privalumų yra žemesnė temperatūra, reikalinga naujam gaminiui pagaminti, o tai sumažina anglies dvideginio išmetimą.

„Morningstar Research Services“ analitikas Williamas Kerwinas pabrėžia „Corning“ sėkmę stiklo versle, sakydamas, kad ji užima daugiau nei pusę stiklo, naudojamo vis populiaresniuose didelio ekrano televizoriuose, rinkos.

Vienas sparčiai besiplečiantis stiklo pritaikymas yra saulės baterijos. „Tai vieta, kur, manau, jei būtum manęs paklausęs prieš penkerius metus, net neskambinčiau“, – sako Kerwinas. „Dabar tai tikrai daug didesnis sandoris stiklo pramonei.

Jis priduria, kad saulės baterijų gamintojai ieško tvirtesnio ir plonesnio stiklo, kad galėtų sumažinti plokščių svorį.

Benas Woodas iš CCS Insight teigia, kad išmanieji telefonai ir toliau bus svarbi inovacijų sritis.

Pavyzdžiui, sulankstomi telefonai turi atlaikyti „dešimtis tūkstančių ar šimtus tūkstančių sulenkimų per visą įrenginio naudojimo laiką“, – sako jis.

Vartotojai vis dar nerimauja, ar sulankstomi telefonai tikrai pakankamai galingi, sako jis.

„Svajonė yra nedūžtantis stiklas“, – priduria Woodas, kuris ir dabar išlieka svajone.