Muschelstruktur könnte die Grundlage für unzerbrechliches Glas für Smartphones sein
Glas ist eines der nützlichsten Materialien in der heutigen Welt, aber es hat den Nachteil, dass es zu Rissen und Brüchen neigt. Forscher der McGill University haben eine neue Art von Glas entwickelt, das von einer Muschelschale inspiriert wurde und das stärker und härter ist, aber dennoch eine gute Transparenz aufweist.
Die innere schimmernde Schicht einer Muschelschale ist das Geheimnis ihrer Stärke. Die mikroskopische Struktur dieses Materials, das als Perlmutt bezeichnet wird, ähnelt einem Mauerwerk: Platten aus hartem Kalziumkarbonat, die mit weichen, elastischen Biopolymeren durchsetzt sind. Diese Struktur erhöht nicht nur die Festigkeit, sondern verhindert auch die Ausbreitung von Rissen.
In einer früheren Arbeit ahmten Forscher von McGill Perlmutt nach, indem sie mit einem Laser mikroskopisch kleine Risse in Glas ätzten, was zwar die Festigkeit und Steifigkeit verbesserte, aber die Transparenz verringerte. In der neuen Studie reproduzierte das Team die Struktur mit einem Verbundwerkstoff aus Glasflocken und Acryl, die als harte Platten bzw. weiche elastische Platten fungieren.
Um das Material transparent zu halten, änderten die Forscher den Brechungsindex des Acryls so, dass er dem Brechungsindex des Glases entsprach. Das Ergebnis ist ein Material, das viel stärker und steifer als gewöhnliches Glas ist, aber dennoch transparent bleibt.
Das Team sagt, dass die Methode skalierbar ist und das resultierende Material nützlich sein könnte, um stärkere Displays für Smartphones und andere Geräte herzustellen. In Zukunft wollen die Forscher untersuchen, wie sich Farbe, Leitfähigkeit und andere Eigenschaften des Materials verändern lassen.
Illustrationen: Pi-Lens