تاکنون
چند بار شیشه اسمارت‌فون شما بر اثر سقوط ناگهانی روی زمین شکسته یا ترک
برداشته است؟ آیا همواره نگران این موضوع بوده‌اید که صفحه‌نمایش
اسمارت‌فون چند میلیونی‌تان بر اثر یک سقوط ناگهانی از بین برود؟ به نظر
می‌رسد، دانشمندان ژاپنی برای مشکل شما راه حلی ابداع کرده‌اند. آن‌ها موفق
به ساخت شیشه‌ای شده‌اند که تا حد بسیار زیادی در برابر ضربات مقاوم بوده
است یا به عبارت دقیق‌تر نشکن است.
به گزارش سافت گذر به نقل ازایتنا؛ آن‌گونه
که سایت گیزمودو گزارش داده است، دانشمندان مؤسسه علوم صنعتی دانشگاه
توکیو (Institute of Industrial Science) به فناوری ساخت نوع خاص و جدیدی
از شیشه دست یافته‌اند که استقامتی در حد فولاد دارد. اگر شیشه ساخته شده،
آن‌گونه که دانشمندان ژاپنی ادعا کرده‌اند از استقامت بالایی برخوردار
باشد، آن‌گاه تحول عظیمی در صنایع مختلف به وجود خواهد آمد. به‌طوری که
صفحه‌نمایش اسمارت‌فون‌ها و گجت‌های الکترونیکی از دوام بیشتری برخوردار
خواهند بود.
کافی
است برای چند لحظه به اطراف‌مان نگاه کنیم تا آن‌گاه متوجه شویم این شیشه
چه تحول عظیمی در زندگی روزمره همه ما رقم خواهد زد، شیشههای یک ماشین را
تصور کنید که به راحتی در برابر ضربات مقاوم بوده و همچنین مانع از ورود
آلودگی‌های صوتی به درون ماشین‌ها می‌شوند، آسمان‌خراش‌هایی را تصور کنید
که زیبایی و استحکام را با یکدیگر ترکیب کرده‌اند، یا حتی نزدیک‌تر، یک
لیوان چای را در نظر بگیرید؛ که در اثر افتادن روی کف آشپزخانه شکسته
نمی‌شود. مواردی که به آن‌ها اشاره گردید، تنها چند نمونه ساده از
کاربردهای این شیشه نشکن به شمار می‌روند. با این حال، ساخت چنین شیشه فوق
العاده قوی در آزمایش‌گاه یک موضوع است و آماده‌سازی یک محصول تجاری از آن
موضوع دیگری است.
آساهی شیمبون استادیار مؤسسه IIS در این‌باره گفته
است: «ما سعی خواهیم کرد در کوتاه‌ترین زمان ممکن راهی برای تولید انبوه
این ماده جدید پیدا کنیم. ما سعی خواهیم کرد در پنج سال آینده نمونه تجاری
این محصول را روانه بازار کنیم.» ماده ویژه‌ای که در ساخت این شیشه مورد
استفاده قرار گرفته است، اکسید آلومینیوم یا آلومینا است. ماده ای که برای
ایجاد مقاومت بالاتر در صنعت پلاستیک‌‌سازی و رنگ‌‌سازی برای استحکام
بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرند. در مقیاس موس (Mohs scale)، ماده
آلومینا با فاصله کمی بعد از الماس سخت‌ترین ماده جهان به شمار می‌رود.
ترکیب آلومینا و اکسید آلومینیوم شیشه بسیار محکمی را می‌سازد، اما نوآوری
اصلی به کار رفته در این دستاورد تنها ساخت یک شیشه بسیار مقاوم نبوده
است، بلکه روش ساخت این محصول است که آن‌را در کانون توجهات قرار داده است.
دانشمندان
موفق شده‌اند سنتز عناصر شیمیایی و ترکیب این موارد با یکدیگر را در هوا و
بدون استفاده از هیچ‌گونه ظرفی انجام دهند. فرآیندی که به آن فناوری
آیرودینامیک گفته می‌شود. تلاش‌های قبلی برای اضافه کردن آلومینا به شیشه
همگی با شکست روبرو شده بودند، در اثر تماس این ترکیب خام با هر ظرفی
(Containers) ماده مذکور تبدیل به کریستال یا همان شیشه می‌شد. دانشمندان
برای حل این مشکل دست به ابتکار جدیدی زدند، به‌طوری که برای ترکیب مواد،
ظرف را حذف کرده و دو ماده را در هوا با یکدیگر ترکیب کردند. به این روش
مشکل مذکور حل شده و شیشه‌ای ساخته شد که پنجاه درصد آن را آلومینا تشکیل
داده و در عین حال شفاف نیز بود. این شیشه نه تنها قابل مقایسه با فولاد و
آهن است، بلکه از قابلیت ارتجاعی بالایی نیز برخوردار است. شکل زیر منحنی
گرماسنجی تفاضلی برای شیشه 54Al2O3-46Ta2O5 و همچنین نقطه تبلور آن‌را
نشان می‌دهد.
نکته
دیگری که باعث می‌شود، این شیشه به راحتی در صنایع الکترونیکی و گجت‌ها
مورد استفاده قرار گیرد، به ضخامت کم آن باز می‌گردد. شیشههای رایج امروزی
برای آن‌که از استحکام بالایی برخوردار باشند، از ضخامت بالا استفاده
می‌کنند، همین موضوع باعث شده است در عمل با محدودیت‌های بسیاری همراه
باشند. تحقیقاتی که روی این شیشه جدید انجام شده است، نشان می‌دهد، شفافیت
بالا و ضریب شکست نور مناسب دو فاکتور اصلی این شیشه را تشکیل می‌دهند.
گزارش کامل نحوه ساخت این شیشه را در آدرس High Elastic Moduli
مشاهده کنید. هر چند تا رسیدن این محصول به مقیاس تجاری راه درازی در پیش
است، اما این تیم ژاپنی ابزار امیداوری کرده‌اند که در آینده استحکام این
شیشه را بیشتر خواهند کرد. زمانی‌که این شیشه در مقیاس تجاری تولید شده و
مورد استفاده تولیدکنندگان دستگاه‌های همراه قرار گیرد، افتادن اسمارت‌فون
روی زمین یک موضوع عادی خواهد بود.