一个国际研究团队开发了一种玻璃材料，这种材料在室温下具有塑性变形而不断裂的能力。这一发现可能会彻底改变玻璃材料在现代应用的方式。欧洲杯足球竞彩
这种新型玻璃表现出类似金属的特性，与传统玻璃不同，在拉伸或压缩时具有延展性。研究结果于2019年11月15日在权威杂志上发表欧洲杯线上买球《科学》杂志上。
”传统的玻璃很脆，在压力下很容易破碎。我们发现了一种制造具有延展性的玻璃的方法。换句话说，我们的玻璃比传统玻璃更坚固居里夫人说博士Erkka Frankberg．
研究人员使用了一种具有挑战性的技术——脉冲激光沉积，将氧化铝转化为玻璃状。
”将氧化铝转变成玻璃状物质是极其困难的。传统的玻璃制造工艺不能应用于氧化铝，因为它很容易转变成晶体形式。解决方法是将材料从高温中极快地冷却下来，以防止结晶，“Frankberg描述。
制造一种具有可塑性的玻璃是极具挑战性的。据弗兰克伯格说，在这种新型玻璃可以大规模生产之前，必须进一步完善和发展这种工艺。
”地球上的铝和氧都很丰富，但我们需要非常规的制造工艺来获得想要的性能。生产出来的玻璃也需要足够的纯净和完美，这提出了一个进一步的挑战，”Frankberg说。
高质量的玻璃材料是延展性的必要条件。玻璃中任何瑕疵的存在，如裂缝、气泡或杂质，都可能导致破裂。
玻璃具有延展性，因为原子可以移动和改变位置
传统的平板玻璃主要是由氧化硅组成，很容易破裂，因为玻璃中的原子在受到压力时不能移动。如果玻璃弯曲或拉伸太硬，它就会碎。传统的玻璃制造工艺允许玻璃成型成任何形状，但它们需要高温。
”在传统工艺中，玻璃被加热到熔融状态。我相信我们都见过吹玻璃的人吹红玻璃，”Frankberg说。
然而，所证明的玻璃延展性是在室温下实现的。
”在我们的玻璃中，原子能够在玻璃达到破裂所需的应力之前从一个位置移动到另一个位置，而在传统的玻璃中，破裂应力是在原子开始移动之前达到的，这就是玻璃容易破裂的原因。”
但是，任何材料在承受不断增加的应力时，最终都会破裂，这是肯定的吗?
”嗯，是也不是。在脆性材料中，应力会逐渐增加，直到它断裂。然而，如果原子在断裂应力达到之前开始移动，应力将不再增加，而是稳定到屈服应力，从而产生一个连续的现象，“Frankberg描述。
寻找其他表现出可塑性的眼镜
研究人员制备了玻璃薄膜，并对其施加机械应力。虽然这种材料具有类似金属的特性，但它仍然是玻璃。
”我们拉伸和压缩了我们材料的样品。通过进行压缩和剪切组合试验，我们能够证明材料也能够调整剪切力”,Frankberg说。
主要的实验是使用在法国里昂的透射电子显微镜内的专门测试设备进行的。2020欧洲杯下注官网国际研究联盟由来自芬兰、法国、意大利、奥地利、挪威和美国的研究人员组成。
“建立具有挑战性的实验装置需要来自材料科学不同领域的专家的强大国际努力。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球此外，我们还利用超级计算机创建了这种材料的原子尺度模型领导该研究联盟的Frankberg说。
该研究项目已经获得了芬兰、法国和意大利的国家资助，以及欧盟在“地平线2020研究计划”下的国际资助。然而，这项研究仍处于早期阶段。
”证明延展性只是个开始。接下来，我们将研究哪些玻璃具有同样的能力，以及为什么有些玻璃仍然易碎。”, Frankberg说。
玻璃的新应用
一种能够塑料变形的玻璃可能会开辟创新的新途径。
”玻璃是一种常见的家用材料，但由于其固有的脆性，用途有限。我们的研究可能有助于确定玻璃的新应用领域”,Frankberg说。
对更耐用玻璃的需求很大，例如，如果手机掉在坚硬的地板上，智能手机上的耐用玻璃可以防止屏幕破裂。
”你或许可以在不打碎屏幕的情况下把手机摔到地板上。我们目前的智能手机屏幕基本上是普通的窗户玻璃，具有更高的弹性和强度。但它们最终还是由玻璃制成，没有塑料性能”弗兰克伯格指出。
通过寻找意想不到的方向，也有可能开发出新的玻璃基创新。我们可能无法敞开心扉，接受新型玻璃所提供的各种可能性，因为我们固有地将玻璃与脆性联系在一起。比普通玻璃坚硬得多的玻璃在新的应用方面有很大的潜力。
”令人惊讶的是，人们对玻璃材料所知甚少。欧洲杯足球竞彩这项研究增进了我们的理解，并开辟了全新的研究途径，”Frankberg说。
这种新型玻璃比钢坚固得多。由于玻璃比钢轻得多，这种新材料可能有潜在的用途，例如，在机械工程和建筑方面。玻璃的现代应用通常隐藏在电子、可再生能源生产系统、空间应用和电池技术中。研究人员所取得的耐久性水平可能会为广泛的技术研究打开新的视角。
”不过，研究需要时间。现在我们已经发现了这一发现，要将产量扩大到工业规模可能还需要几十年的时间。这在材料工程中经常发生。欧洲杯足球竞彩但如果一种材料真的对人类有用，它最终会像玻璃一样被使用数千年，”Frankberg说。
来源:
力量纳米表面
期刊引用:
Frankberg等人(2019)。在室温和高应变率下具有高延展性的非晶氧化物，欧洲杯线上买球科学。DOI: 10.1126 欧洲杯线上买球/ science.aav1254