العلماء يطورون زجاجا أقوى بمرتين من الألماس 😮

joel-filipe-aK0EmfPuktA-unsplash
CC0
  • أحمد حسن
  • الأربعاء، 25-08-2021
  • 01:38 م
يستخدم الألماس -وهو أصلب المواد المعروفة- عادةً لتقطيع الزجاج إلى عدة أشكال مختلفة. لكن نوعًأ جديدًا من الزجاج مصنوع من الكربون قد يكون ضعف صلابة الألماس.

وكشف فريق من العلماء الصينيين من جامعة يانشان مؤخرا عن زجاج شفاف أصفر اللون يدعى AM-III قدرته على إحداث خدش عميق على حجر الألماس.

المادة المصنوعة بالكامل من الكربون سجلت رقم 113 جيجا باسكال في اختبار  فيكرز للصلادة (GPa)، بينما يسجل الألماس بالعادة ما بين 50 و 70 على نفس المقياس.

اظهار أخبار متعلقة



وقال البروفيسور تيان يونغ جون الذي قاد البحث " تظهر قياساتنا أن مادة  AM-III قابلة للمقارنة من حيث القوة مع الألماس وتتفوق على باقي المواد القوية المعروفة لدينا".

ووفقًا للباحثين فإن AM-III ليس بديلاً للألماس ولكن يمكن استخدامه لتطوير خلايا شمسية أقوى في الألواح الشمسية ونوافذ مقاومة للرصاص أقوى من النماذج الحالية والتي ستكون أقوى بنسبة 20 إلى 100%.

طور تيان وفريقه الزجاج الأصفر عن طريق زيادة الضغط في غرفة تجريبية لتصل إلى 25 جيجا باسكال ودرجات الحرارة تصل إلى 2192 درجة فهرنهايت. الزيادات تمت  ببطء وبشكل تدريجي على مدى أكثر من 12 ساعة وقضت المادة نفس القدر من الوقت في التبريد بعد ذلك.

اظهار أخبار متعلقة



وقام الباحثون بوضع مادة تسمى الفوليرين وهي عبارة عن تآصل كربوني على شكل كرة القدم  داخل الغرفة التجريبية.

في ظل هذه الظروف، يمكن أن تتحول هذه المادة إلى ماسة ولكن نظرًا للزيادة التدريجية للحرارة وبطء التبريد ابتكر الفريق الزجاج شديد الصلابة. من الناحية الفنية فإن AM-III عبارة عن زجاج به بلورات داخلية.

وكتب الباحثون في الدراسة "إن ظهور هذا النوع من المواد غير المتبلورة شديدة الصلابة وشبه الموصلة يقدم مرشحين ممتازين لأكثر التطبيقات العملية تطلبًا".

لطالما حاول العلماء تطوير زجاج قوي وفي عام 2016 ، ابتكر العلماء في جامعة جنوب كاليفورنيا شكلاً من الزجاج المعدني المصنوع من الحديد أقوى من التيتانيوم. وأظهرت الاختبارات أن المادة التي تسمى SAM2X5-630 أكثر مقاومة للتلف بمقدار 588 مرة من الفولاذ المقاوم للصدأ ولديها ضعف مقاومة سيراميك كربيد التنجستن المستخدم في الدروع الواقية للبدن.

قالت البروفيسور فيرونيكا إلياسون مهندسة في جامعة جنوب كاليفورنيا إن التركيب الكيميائي غير العادي للمادة هو ما يجعلها صلبة جدًا ومرنة أيضًا.

اظهار أخبار متعلقة



وعلى الرغم من أن المادة الجديدة ليست شفافة بدرجة كبيرة لاستخدامها في صنع شاشات زجاجية فائقة الصلابة إلا أنه يمكن استخدامها لإنشاء غلاف واقي للأجهزة المحمولة التي قد ترتد عند سقوطها. على سبيل المثال فإن استخدام هذه المادة لاستبدال جوانب الألمنيوم والظهر في العديد من الهواتف المحمولة مثل iPhone يمكن أن يجعل الجهاز أكثر مقاومة للكسر.

تم نشر البحث في مجلة National Science Review.

شارك
التعليقات