Вчені винайшли LionGlass — скло, яке міцніше звичайного в 10 разів

Вчені з Університету штату Пенсільванія розробили скло LionGlass, яке витримує 10-кратне порівняно зі звичайним склом навантаження і виробляється зі значно зниженим рівнем викидів вуглекислого газу. Майбутнє скління може стати легшим і міцнішим, а також вимагати менших витрат на виробництво.

Скло супроводжує нашу цивілізацію близько 5000 років. Воно скрізь, починаючи від шибок і закінчуючи посудом. Традиційно скло виробляється при плавленні змісті з кварцового піску, кальцинованої соди та вапняку. Температура плавлення суміші досягає 1500°C, що супроводжується величезним споживанням енергії та супутнім викидом CO₂, а також підвищеним зносом обладнання печей та оснастки. Крім того, у процесі хімічної реакції утворення скла виділяється дуже багато вуглекислого газу. Все разом робить випуск скла екологічно малопривабливим процесом.

Вчені замінили карбонати у складі суміші на оксид алюмінію та оксиди заліза. Це одразу знизило температуру плавлення суміші на 300–400 °C та дозволило скоротити споживання енергії для плавки на 30 %. Відсутність карбонатів у суміші також скоротило утворення CO₂ в ході хімічної реакції, що в сукупності дозволяє говорити про скорочення викидів вуглекислого газу при виробництві LionGlass скла на 50% і навіть сильніше.

Більш того, випробування скла LionGlass на твердість і розтріскування показали, що воно, як мінімум, у 10 разів міцніше за звичайне скло. Якщо за методом Віккерса звичайне скло починає розтріскуватися при навантаженні 100 г, то скло LionGlass без пошкодження витримало навантаження в 1 кг. У команди дослідників не було більш тяжкого навантаження у складі вимірювального комплексу, тому вони не змогли визначити граничне навантаження для нового скла.

Але навіть цей результат обнадіює. Для скла мікротріщини це шлях до швидкого руйнування. Десятикратне підвищення міцності за цим показником обіцяє зробити шибки та інші вироби зі скла помітно тонше без погіршення характеристик міцності, а це ще один шлях до зниження витрат на виробництво.

Науковці подали заявку на отримання патенту на винахід LionGlass. На наступному етапі почнуть шукати партнерів для комерціалізації нового скла. Паралельно вони проводять експерименти з перевіркою LionGlass на стійкість до різних умов та хімічних середовищ, що допоможе визначити сферу його застосування.