Японцы с помощью левитации заставили стекло приблизиться по свойствам к стали

Экспериментальный образец стекла и его пропускательная способность в спектре видимого и ультрафиолетового излучения. В образце порядка 50% оксида алюминия

(фото 2015 Scientific Reports).

Образец стекла левитирует в воздухе. Если нет контакта материала со стенками контейнера, получается стекло с выдающимися свойствами

(фото University of Tokyo's Institute of Industrial Science).

Учёные из Токийского университета и Научно-исследовательского института синхротронного излучения в Японии разработали новый тип ультрапрочного тонкого стекла, изготавливаемого с использованием алюминия и его оксида.

Созданный японцами материал относится к категории, известной как оксидные стёкла, которые в основном состоят из диоксида кремния, но их прочность определяется алюминием.

В прошлом попытки повысить содержания алюминия успехом не увенчались, так как это неизбежно приводило к кристаллизации диоксида кремния, когда она входила в контакт со стенками контейнера. В итоге стекло попросту не формировалось.

Ацунобу Масуно (Atsunobu Masuno) из Университета Токио и его коллеги использовали газообразный кислород, чтобы вытолкнуть ингредиенты в воздух. Данная технология называется аэродинамической левитацией. Затем с помощью лазеров учёные расплавляли смесь. Полученное стекло было бесцветным, прозрачным и необычайно твёрдым.

Образец стекла левитирует в воздухе. Если нет контакта материала со стенками контейнера, получается стекло с выдающимися свойствами
Образец стекла левитирует в воздухе. Если нет контакта материала со стенками контейнера, получается стекло с выдающимися свойствами
(фото University of Tokyo's Institute of Industrial Science).

Модуль Юнга, показатель упругости материала, у полученного стекла оказался больше, чем у некоторых металлов, и по значению был близок к стали. Твёрдость по Виккерсу была сопоставима с наиболее высокими значениями ранее разработанных оксидных стёкол.

"В ближайшее пять лет мы планируем коммерциализировать разработку и начать массовое производство нового материала", – комментирует доктор Масуно.

В дальнейшем тем же способом можно будет улучшить прочность стёкол, используемых в окнах зданий, автомобилей и дисплеев смартфонов, полагают учёные.

Описание инновационного стекла было опубликовано в журнале Scientific Reports.