韌性極高的新型玻璃問世 網友狂喜：手機再也不怕摔了

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【CNMO 新聞】近日，CNMO 從外媒獲悉，有研究人員利用準晶化技術開發出了一種韌性明顯更高的氧化物玻璃，為未來生產更耐用、更耐損壞的玻璃產品（如手機玻璃）鋪平了道路。不少網友看完后表示很期待，" 手機再也不怕摔了。"

手機玻璃

外媒稱，科學家們生產出了一種具有前所未有的韌性的氧化物玻璃。在高壓和高溫下，他們成功地使鋁硅酸鹽玻璃準晶化：由此產生的晶體狀結構使玻璃能夠承受非常高的應力，并在環境條件下保持不變。因此，準晶化被證明是一種很有前景的生產超強抗碎玻璃的工藝。

在許多方面，玻璃對于現代技術來說都是一種有吸引力的材料。然而，其固有的脆性使其容易出現裂紋和斷裂，限制了其潛在的應用。

科學雜志《自然材料》中提出的新方法從氧化物玻璃開始，氧化物玻璃具有相當無序的內部結構，是商業上使用最廣泛的玻璃材料。以含有硅、鋁、硼和氧的鋁硅酸鹽為例，德國和中國的研究小組現已成功賦予其新的結構。為此，他們在拜羅伊特大學巴伐利亞實驗地球化學和地球物理研究所（BGI）采用了高壓和高溫技術。

玻璃態（左）和準晶態（右）鈣鋁榴石的模擬結構

在 10 至 15 吉帕的壓力和 1000 ℃左右的溫度下，硅、鋁、硼和氧原子聚集在一起形成晶體狀結構。這些結構被稱為 " 準晶 "，因為它們與完全不規則的結構不同，但它們并不接近晶體的清晰規則結構。使用光譜技術和理論計算的實證分析清楚地表明了晶體結構和非晶不規則性之間的這種中間狀態。

即使壓力和溫度降至正常環境條件后，鋁硅酸鹽玻璃中的副晶結構仍然可以保留。具有這些結構的玻璃的滲透導致玻璃的韌性比準晶化之前高許多倍——數值高達 1.99 ± 0.06 MPa ( m ) 1/2。這是以前從未測量過的氧化物玻璃的韌性。同時，玻璃的透明度并沒有受到副晶結構的嚴重影響。

研究人員解釋了這種玻璃的非凡強化效果，因為從外部作用在玻璃上的力通常會導致破裂或內部裂紋，但現在主要針對的是準晶結構。它們溶解這些結構的區域并將它們轉回無定形的隨機狀態。這樣，玻璃作為一個整體就獲得了更大的內部可塑性，從而在受到這些更強的力時不會破裂或破裂。

BGI 一名教授表示，準晶化帶來的韌性增強表明，原子水平上的結構變化會對氧化物玻璃的性能產生重大影響。在這個水平上，優化玻璃作為一種遠未耗盡的材料具有巨大的潛力。