Gli scienziati utilizzano calore e pressione estremi per creare il vetro più resistente mai realizzato

Gli smartphone moderni sono nati grazie a numerose tecnologie, tra cui processori mobili più potenti e reti mobili potenziate, ma non possiamo escludere l'effetto del vetro temprato. Materiali come Corning Gorilla Glass hanno reso possibile portare un sandwich di vetro in tasca senza che schegge di vetro si incastrino nella gamba ogni volta che sbatti contro un tavolo, ma anche i più recenti materiali in vetro durevoli sono un punto debole. Ciò potrebbe non essere vero se un materiale sperimentale dell’Università di Bayreuth in Germania fosse all’altezza di quanto pubblicizzato. I ricercatori affermano di aver creato un vetro di alluminosilicato che è molto più difficile da rompere.

Secondo lo studio, pubblicato su Nature Materials, i ricercatori hanno iniziato con il comune ossido di vetro. Questo è stato combinato con l'alluminosilicato, che contiene silicio, alluminio, boro e ossigeno. Utilizzando alta pressione e temperatura, il team è riuscito a conferire al vetro una nuova struttura basata sulla paracristallizzazione.

Il vetro è stato riscaldato a 1.832 gradi Fahrenheit (1.000 gradi Celsius) sotto una pressione compresa tra 10 e 15 gigapascal. In queste condizioni, l'alluminosilicato si trasforma in una struttura simile al cristallo: viene chiamata paracristallina perché è più ordinata del tipico vetro ma non regolare come una vera struttura cristallina. È come uno stadio intermedio tra i materiali amorfi e cristallini. Potete vedere la stampa ad alta pressione qui sopra con l'autore principale Hu Tang.

Quando il vetro viene liberato dal calore e dalla pressione estremi, le strutture paracristalline rimangono intatte. I ricercatori hanno misurato la resistenza alla frattura a 1,99 megapascal, un miglioramento significativo rispetto al vetro rinforzato chimicamente attualmente sul mercato. Ad esempio, Corning afferma che Gorilla Glass Victus ha una resistenza alla frattura di 0,76 megapascal.

In altri vetri, le forze esterne portano a rotture microscopiche e crepe interne. Alla fine, tale stress può provocare fratture, anche se l’impatto più recente è stato relativamente debole. Nel vetro sperimentale all'alluminosilicato queste forze vengono assorbite dalle strutture paracristalline. Le strutture si dissolvono per riportare il vetro al suo stato amorfo e disordinato. Non si rompe, però.

Attualmente, questo materiale esiste solo come piccoli campioni nel laboratorio dell’Istituto bavarese di ricerca di geochimica e geofisica sperimentale dell’università. Non è chiaro se il processo di produzione possa essere ampliato fino al livello richiesto per i prodotti in vetro commerciali, ma il team ci proverà. "La nostra scoperta evidenzia una strategia efficace per lo sviluppo di materiali in vetro altamente resistenti ai danni, che intendiamo perseguire con la nostra ricerca nei prossimi anni", afferma Tang.