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使用氧化铝和激光制造可弯曲玻璃

使用氧化铝和激光制造可弯曲玻璃
2019年11月19日 17:20 新浪网 作者 中国科技工作者之家

  

  高能激光脉冲射向目标晶体。强烈的能量将结晶氧化铝分解为紫色等离子体。等离子以高速向外喷出,与基底接触后迅速冷却,形成一层玻璃状(非晶状)氧化铝薄膜。

  

  研究人员用超级计算机对非晶氧化铝的原子结构进行了模拟,发现其原子网络几乎不存在缺陷,这使得韧性机制可以在非断裂情况下激活。

  据美国“物理学组织”网站11月15日报道,一个国际研究团队在《科学》杂志介绍了用激光和晶体氧化铝制造可弯折玻璃的方法。

  自玻璃问世以来,科学家们就一直在寻找降低玻璃脆性的方法:如果玻璃具备可弯曲的特性,那么从高处掉落的水杯或者智能手机屏幕,都不会再碎掉。在新成果中,研究人员已经朝着这个目标迈进了一步。

  普通玻璃是由二氧化硅和氧气制成的非晶态固体。光子可以任意穿过透明的玻璃,而不会与玻璃中的任何电子产生相互作用。研究人员用结晶氧化铝代替二氧化硅制造了一些小型玻璃样品:他们向样品发射了强烈的激光脉冲,将其转化为紫色等离子体,等离子体与基底接触后冷却下来,形成薄膜材料。研究人员在测试韧性玻璃的性能后发现,新型玻璃的透明度较高,脆性比普通玻璃低得多,并且可以较大程度地弯曲和拉伸(最大拉伸长度为8%,最大压缩值为50%)。接着,研究人员根据电子显微镜的观察结果,创建了韧性玻璃的计算机模型。模型显示,这种玻璃的原子网络非常致密,几乎不存在缺陷,其原子可以在压力作用下变换位置。

  为了使可弯曲玻璃能够商业化,研究人员还需进行很多工作。例如,研究人员还不清楚这种制造工艺是否可以用于制造大型玻璃片。

  科界原创

  编译:雷鑫宇

  审稿:alone

  责编:张梦

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