Impact-Proof Glass Set to Revolutionize the Market

Impact-bevis glass kan være det neste store skrittet i sikkerhet, elektronikk, bygging og mer. Et team av forskere ledet av ingeniører fra Tohoku University har introdusert en studie som demonstrerer en metode for å lage impact-bevis glass. Dette super-durable materialet fungerer på molekylært nivå, og muliggjør mer motstand mot å sprenges. Her er alt du trenger å vite om impact-bevis glass og hvordan det kan revolusjonere flere bransjer fremover.

Hvordan glass brytes

For å fullt utforstå det monumentale naturen av denne forskningen, må du forstå hvordan tradisjonelt glass brytes. Når de fleste mennesker tenker på glass som sprenger, er det vanligvis på grunn av impulskraft. Et hardt eller raskt flytende objekt treffer glasset og forårsaker det til å bryte sammen i svakere områder av materialet. Dette er den vanligste typen bryting og er også blant de farligste, siden det kan resultere i skarpe glasskår som flyr over et område.

Termisk trykk

En annen årsak til glassbryting er termiske uregelmessigheter. Glass må bli skapt på en bestemt måte for å håndtere termodynamikk korrekt. Hvis ikke, kan materialet bli varmet opp og til og med smelte under riktige forhold, som romfartøy som returnerer til atmosfæren.
En annen årsak til termisk bryting skjer på grunn av overflaten som bygger opp restdekning, noe som resulterer i ujevn oppvarming av glasset. Når bare et valgt område av et glass blir varmet eller frosset, kan det resultere i krølling og til slutt sprenging under riktige forhold.

Fleksjon

Fleksjons- og tvinnebryting er mer vanlig i byggingsscenarier. Byggere må ta hensyn til hvordan deres strukturer beveger seg i vinden under forskjellige atmosfæriske forhold og temperaturer. En feilaktig installert eller konstruert vindu kan plutselig sprenges under tvinnekreftene til en bygning i en sterk storm eller jordskjelv.

Intern produksjonsprosess

Den siste måten glass sprenger er på grunn av en feilaktig intern produksjonsprosess. Det finnes mange forskjellige typer glass, hver med en spesiell blanding nødvendig for å sikre kvaliteten. Hvis et glasspanel er feilaktig blandet under produksjonsprosessen, kan det resultere i intern spenning. Denne spenningen vil føre til svakning av materialer under bestemte scenarioer.
Denne type bryting har blitt mer vanlig på grunn av skapelsen av mer komplekse laminerte og herdet glassmaterialer. I noen tilfeller vil blandingen føre til at glasset blir svakt i et bestemt område på grunn av dens kjemiske sammensetning, snarere enn eksterne krefter. Dette er vanlig når termiske krefter påføres.

Forskjellige glass bryter forskjellig

Forskere har lenge forstått viktigheten av å konstruere glass som kan motstå miljøet det ble designet for. Som sådan finnes det nå mange forskjellige typer glass tilgjengelig for å håndtere de mange rollene det spiller.

Annealt glass

Annealt glass er den vanligste typen som brukes i dag. Dets design har vært rundt lengst og det sprenger som du ville forvente, og danner store skarpe, taggete stykker. Annealt glass har sett en reduksjon i bruk i dag på grunn av sikrere alternativer. Likevel er det fortsatt det enkleste, billigste og mest produserte glasset i dag.

Herdet glass

Herdet glass er en spesiell type blanding som sikrer at glasset vil sprenges i mindre stykker. Denne stilen av glass regnes som tryggere enn tradisjonelt glass, siden skår kan føre til skader når de sprenger. Mindre stykker av glass betyr mindre sjansen for alvorlige skader.

Laminert glass

Laminert glass tar konseptet med herdet glass og går et skritt videre. Denne stilen av glass avhenger av flere lag med et tynnt, gjennomsiktig plastmateriale imellom dem. Denne layouten gjør glasset shatterproof. Plasten holder sammen de sprengte glassstykkene og forhindrer store stykker fra å bli projisert inn i et kjøretøy eller rom.

En ny forståelse av glass

I flere århundrer har forskere dyttet inn i måter å forbedre glassets holdbarhet og redusere sprengskader. Før nylig var de fleste av disse studiene begrenset til kjemiske og materialevitenskapelige eksperimenter og fremgang. Likevel er denne siste studien den første til å dykke inn i glassbryting på et dypt molekylært nivå.
Forskere ønsket å få en ny forståelse av hva som skjer når glassmolekyler skiller seg. Før nylig var optikken og utstyret for å utføre en studie på dette nivået ikke-eksisterende. Spesifikt ville forskerne måtte være i stand til å overvåke glassmolekylene mens de beveget seg i nanosekund-tidsrammer.

Impact-Proof Glass Studie

Forskningspapiret¹, publisert i tidsskriftet Acta Materialia, dykker dypt inn i Johari-Goldstein (JG) på et atomært nivå. Johari-Goldstein (JG)-prosessen ble skapt i 1969 for å beskrive det molekylære oppførslet til glassaktige materialer under bestemte forhold. Opprinnelig ble det brukt til å forklare smelting av glass, men over årene har det blitt brukt til å beskrive mange glass-tilstandsforandringer.
Forskere brukte denne teorien sammen med en formål-bygget datamodell og molekylært overvåking av atomer for å bestemme hva som skjer når glass brytes. Det de fant var at atomene i glasset vil hoppe til nye posisjoner under trykket av en impulskraft eller spenning.

Source – Makina Saito