未來手機屏不怕碎?貝殼仿生玻璃堅不可摧


科技日報實習記者張佳欣

據每日科學網站10日消息,加拿大麥吉爾大學科學家受軟體動物貝殼的啟發,開發出了更加堅固的玻璃。被撞擊時,這種玻璃不會破碎,而是像塑料一般具有韌性,未來或具有廣泛應用前景,比如改善手機螢幕等。

鋼化、層壓等技術可以強化玻璃,但成本高昂,一旦表面損壞就不再起作用。研究人員表示,在高強度、韌性和透明度之間做好權衡是製造新型材料的關鍵。

麥吉爾大學生物工程系副教授艾倫·歐利希從大自然中汲取靈感,創造了一種類似珍珠貝中的珍珠層一樣的新型玻璃和丙烯酸複合材料。新材料不僅比普通玻璃堅固3倍,而且抗裂性也提高5倍以上。

貝殼資料圖;圖源:視覺中國

「珍珠貝既有硬質材料的剛性,又有軟質材料的耐久性,兩者兼而有之。」歐利希解釋說,「新材料由像粉筆一樣的硬塊組成,上面覆蓋著具有高彈性的軟蛋白質。這種結構可產生非凡的強度,使其比構成它的材料堅韌3000倍。」

研究人員用層層玻璃薄片和丙烯酸複製了珍珠貝的珍珠層,製造了一種非常堅固但不透明的材料,製造過程容易且成本低廉。接著,他們進一步使複合材料具有光學透明性。

麥吉爾大學博士後研究員、研究論文主要作者阿里·阿米尼說:「通過調節丙烯酸的折射率,我們使其與玻璃無縫混合,形成真正透明的複合材料。」

下一步,他們計劃結合智能技術來改進玻璃,使玻璃可以改變顏色、力學性質和導電性等。

據推測,柔性玻璃是羅馬皇帝提比略·凱撒統治時期的一項失傳的發明。根據羅馬作家的記錄,一位發明家將一個由這種材料製成的飲水碗呈給皇帝,當試圖打破碗以測試其硬度時,它只是凹陷了下去,而沒有破碎。在發明家發誓他是唯一知道如何生產這種材料的人之後,提比略把這個人處死了,因為他擔心這種可能更值錢的玻璃會讓金銀貶值。

歐利希說:「當我想到提比略的故事時,我很高興我們的材料創新帶來的是『新生』而非『幻滅』。」

總編輯圈點

螢幕碎裂大概是每個智慧型手機用戶最常遇到的煩惱之一。有時,由於換屏成本過高,我們也會頑強地繼續使用斑駁的螢幕,決不能讓手機公司再多賺我們一分錢。這次,科研人員受到珍珠貝的啟發,開發出了更加堅硬的玻璃。他們組裝和改造傳統材料,用低廉的成本製造出了更加堅硬的複合材料。大自然裡的生物常會擁有一些讓人類羨慕的「裝備」,我們也只能通過研究和模仿這些自然界的老師,創新已有的材料,來改善生活,帶來更多可能性。

編輯:王宇

審核:岳靚

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