وداع با صفحه‌نمایش‌های ترک‌خورده: راز شیشه‌های مقاوم و مستحکم پیدا شد.
مقدمه
دانشمندان دانشگاه توهوکو کشف کردند که چگونه حرکات اتمی در شیشه می‌تواند تنش داخلی را کاهش داده و مقاومت آن را در برابر شکست افزایش دهد.
همه ما لحظه وحشتناک شکستن شیشه را تجربه کردیم وقتی یک لیوان از دستمان می‌افتد و با برخورد به زمین خرد میشود. شاید با خودتان فکر کرده باشید چه خوب میشود دیگر چنین اتفاقی نیفتد....
پژوهشگران دانشگاه توهوکو در مطالعه‌ای جدید، راز مقاومت شیشه در برابر شکست را کشف کرده‌اند؛ کشفی که می‌تواند به تولید موادی فوق‌العاده بادوام و مقاوم در برابر شکست منجر شود و تأثیر قابل توجهی بر صنایع مرتبط با شیشه بگذارد.
ماکینا سایتو، استادیار دانشکده علوم دانشگاه توهوکو، توضیح می‌دهد:
شیشه با وجود استحکامی که دارد، وقتی تنش از حد تحمل آن فراتر می‌رود، مستعد شکست میشود. نکته جالب اینجاست که حرکت اتم‌ها و مولکول‌های درون شیشه می‌تواند به کاهش تنش داخلی کمک کرده و مقاومت آن را در برابر شکست افزایش دهد. اگرچه می‌دانیم اتم‌ها گاهی به فضاهای خالی اطراف خود جهش می‌کنند، اما نحوه کاهش تنش از طریق این فرایند تا مدت‌ها همچنان یک معما باقی مانده بود.
پرده‌برداری از حرکات اتمی با تکنیک‌های پیشرفته
سایتو و همکارانش از دانشگاه کیوتو، دانشگاه شیمانه، مؤسسه ملی علوم مواد و مؤسسه تحقیقاتی تابش سنکروترون ژاپن، موفق شدند مکانیزم ناشناخته‌ای از کاهش تنش در شیشه‌های یونی که به عنوان یک مدل سیستمی شیشه شناخته می‌شوند، کشف کنند.
پژوهشگران با استفاده از آزمایش‌های پیشرفته تابش سنکروترون و شبیه‌سازی‌های کامپیوتری، موفق شدند حرکات اتمی در شیشه را در بازه زمانی نانوثانیه تا میکروثانیه مشاهده کنند.
آن‌ها دریافتند که وقتی برخی اتم‌ها در شیشه به سمت فضاهای خالی اطراف حرکت می‌کنند، گروه‌های اطراف این اتم‌ها به‌آرامی جابه‌جا شده و این فضاهای خالی را پر می‌کنند. این تعامل میان حرکت اتم‌ها و حرکت جمعی اطراف آن‌ها باعث کاهش تنش داخلی شده و از شکستن شیشه تحت فشار خارجی جلوگیری می‌کند.
ماکینا سایتو توضیح می‌دهد:
این یافته‌ها می‌توانند تأثیر بزرگی در صنایعی مانند الکترونیک مصرفی، ساخت‌وساز و خودروسازی داشته باشند، جایی که استفاده از شیشه‌های مقاوم در برابر شکست بسیار حیاتی است.
برنامه‌های آینده
گروه تحقیقاتی قصد دارد بررسی کند که آیا چنین مکانیزم‌هایی در انواع دیگر شیشه نیز وجود دارد یا خیر. هدف نهایی آن‌ها ایجاد دستورالعمل‌های جهانی برای طراحی شیشه‌هایی با مقاومت بالا در برابر ضربه است که می‌تواند ما را در رسیدن به هدف تولید مواد با دوام سوق دهد.
دیدگاه کاربران