Visi esame patyrę tą akimirką, kai tau stiklinė išslysta iš rankos, nukrenta ant žemės ir subyra į gabalus. Remiantis užsienio žiniasklaidos pranešimais, naujame atradime Japonijos Tohoku universiteto mokslininkai pateikė naujų įžvalgų apie tai, kaip stiklas atsparus dūžtymui. Proveržis galėtų padėti sukurti labai patvarias, dūžtoms atsparias medžiagas, turinčias platų poveikį su stiklu susijusioms pramonės šakoms.
„Stiklas yra stiprus, bet lengvai dūžta, kai stresas viršija jo toleranciją“, – sakė Tohoku universiteto Mokslų mokyklos docentė Makina Saito. "Įdomu tai, kad atomų ir molekulių judėjimas stiklo viduje gali sumažinti vidinį įtampą, todėl medžiaga tampa atsparesnė lūžimui. Žinojome, kad kai kurie atomai "iššoka" į netoliese esančias tuštumas, bet kaip šis procesas mažina įtampą, liko paslaptis."
Saito ir kt. atrado anksčiau nežinomą streso atsipalaidavimo mechanizmą jonų stikle, stiklo modelių sistemą. Kiti mokslininkai yra iš Kioto universiteto, Shimane universiteto, Nacionalinio medžiagų mokslo instituto ir Japonijos sinchrotroninės radiacijos tyrimų instituto.
Tyrime buvo naudojami pažangūs sinchrotroninės spinduliuotės eksperimentai ir kompiuterinis modeliavimas, kad būtų galima stebėti atominį judėjimą stikle nanosekundžių–mikrosekundžių laiko skalėje.
Grupė nustatė, kad kai kurie stiklo atomai „šoka“ į netoliese esančias spragas, aplinkinių atomų grupės lėtai juda kartu, kad užpildytų tarpus. Ši atominio šokinėjimo ir kolektyvinio judėjimo sąveika gali sumažinti vidinį įtampą, apsaugodama stiklą nuo lūžimo veikiant išorinėms jėgoms.
„Šio tyrimo rezultatai turi didelių pasekmių tokioms pramonės šakoms kaip plataus vartojimo elektronika, statyba ir automobilių gamyba, kur nedūžtantis stiklas yra labai paklausus“, – sakė Saito.
Komanda planuoja ištirti, ar panašūs atominiai mechanizmai veikia kitų tipų stikluose. Galutinis tikslas – parengti universalias gaires, kaip sukurti puikų atsparumą smūgiams stiklą, kuris galėtų pakeisti taikymą, kuriam reikalingos patvarios medžiagos.