В коллоидном стекле можно изменять свойства и напряжение

Исследовательская группа, координируемая физиками Университета Тренто, смогла исследовать внутреннее напряжение в коллоидных стеклах, что является важным шагом к контролю механических свойств стекол. Их работа открывает путь к новым типам стекол для новых применений. Исследование было опубликовано в журнале Science Advances.

Стекло, используемое для линз в фото и видеокамерах или в очках, не похоже на те, которое используется для изготовления ветровых стекол. У них разная степень прозрачности, и они ломаются по-разному (первые разбиваются на большие куски, вторые на множество крошечных кусочков). Способы получения этих стекол с определенными свойствами давно известны в промышленности: медленный процесс – для применения стекла в оптике, быстрый процесс – для стекол, предназначенных для безопасного разрушения. Эти процедуры определяют напряжение в стекле, которое может быть легко минимизировано или наоборот повышено до максимума. Но как контролировать напряжение, хранящееся в стекле, чтобы приспособить его к нашим потребностям? Если бы мы могли это сделать, мы смогли бы разработать новые типы стекол для новых сфер применения.

На этот вопрос попыталась ответить исследовательская группа UniTrento, состоящая из физиков. Исследователи сосредоточились на коллоидных стеклах, которые состоят из микроскопических частиц, растворенных в концентрации, которая позволяет образовывать новое твердое вещество. Физики из Университета Тренто провели ряд экспериментов на заводе Petra в Гамбурге (Desy, Deutsches Elektronen-Synchrotron), Германия, и сумели создать коллоидные стекла, характеризующиеся однонаправленным напряжением, то есть напряжением, хранящемся локально в этом материале и движущиеся во время формирования в одном направлении. Результаты исследования были опубликованы в журнале Science Advances.

Джулио Монако, директор физического факультета Университета Тренто и координатор исследовательской работы, сказал: “Коллоидные стекла относительно стабильны. Подумайте об оконном стекле, которое может использоваться веками. Однако локально атомы и частицы подвержены сильным напряжениям, интенсивность, распределение и направление которых определяют механические свойства материала. Было бы очень полезно, если бы мы могли контролировать эти напряжения”.

Он добавил: “Измерение интенсивности и направления напряжения, хранящегося в стекле, является важным шагом для контроля этих сил и, следовательно, их использования в промышленных масштабах”.