Svi smo iskusili onaj trenutak kada vam čaša isklizne iz ruke, padne na zemlju i razbije se u komadiće. U novom otkriću, istraživači sa Univerziteta Tohoku u Japanu dali su nove uvide u to kako staklo odolijeva lomljenju, prema izvještajima stranih medija. Proboj bi mogao pomoći u razvoju visoko izdržljivih materijala otpornih na lomljenje sa širokim implikacijama za industrije povezane sa staklom.
"Staklo je jako, ali se lako lomi kada stres premaši njegovu toleranciju", rekla je Makina Saito, vanredna profesorica na Fakultetu za nauku na Univerzitetu Tohoku. "Zanimljivo je da kretanje atoma i molekula unutar stakla može ublažiti unutrašnji stres, čineći materijal otpornijim na lom. Znali smo da neki atomi 'skaču' u obližnje praznine, ali kako ovaj proces ublažava stres je misterija."
Saito et al. otkrio ranije nepoznat mehanizam relaksacije naprezanja u ionskom staklu, sistem modela stakla. Drugi istraživači su sa Univerziteta Kyoto, Univerziteta Shimane, Nacionalnog instituta za nauku o materijalima i Japanskog instituta za istraživanje sinhrotronskog zračenja.
Studija je koristila napredne eksperimente sinhrotronskog zračenja i kompjuterske simulacije za posmatranje atomskog kretanja u staklu u vremenskim razmacima od nanosekunde do mikrosekunde.
Tim je otkrio da kada neki atomi u staklu "skoče" u obližnje praznine, grupe okolnih atoma polako se kreću zajedno kako bi popunile praznine. Ova međuigra atomskog skakanja i kolektivnog kretanja može smanjiti unutrašnji stres, štiteći staklo od lomljenja pod vanjskim silama.
"Rezultati ove studije imaju dalekosežne implikacije za industrije kao što su potrošačka elektronika, građevinarstvo i proizvodnja automobila, gdje je staklo otporno na pucanje veoma traženo", rekao je Saito.
Tim planira istražiti rade li slični atomski mehanizmi u drugim vrstama stakla. Krajnji cilj je razviti univerzalne smjernice za dizajniranje stakla s superiornom otpornošću na udar, koje bi moglo revolucionirati aplikacije koje zahtijevaju izdržljive materijale.