Een nieuwe samenstelling van germanosilicaatglas, gecreëerd door toevoeging van zinkoxide, heeft eigenschappen die goed zijn voor lenstoepassingen, volgens onderzoekers van Penn State. Dit markeert de ontdekking van een nieuwe glasfamilie.

De onderzoekers vonden een nieuwe familie van zinkgermanosilicaatglas uit met een hoge brekingsindex die vergelijkbaar is met die van puur germaniaglas. De monsters vertoonden ook een hoge transparantie, goede ultraviolet-afschermende eigenschappen, en goed glasvormend vermogen, waardoor ze geschikt zijn voor lenstoepassingen. Ze publiceerden hun resultaten in een recent nummer van de Journal of Non-Crystalline Solids .

Germanosilicaatglas is essentieel bij de vervaardiging van optische versterkers, golfgeleiders, en vastestoflasers. "De motivatie voor het onderzoek was de behoefte aan nieuwe glassamenstellingen met een hoge brekingsindex en toch verwerkbaar op industriële schaal, " zei John Mauro, hoogleraar materiaalkunde en techniek.

De brekingsindex van een glas bepaalt het gebruik ervan.

"Het voordeel van een hoge brekingsindex is het vermogen om lenzen met een lage dikte te ontwerpen, " zei Ye Luo, doctoraatsstudent in materiaalkunde en techniek. Bij glassynthese, echter, het bereiken van een hoge brekingsindex heeft typisch een paar wegversperringen. Loodoxide kan dit bereiken, maar het vereist het gebruik van giftige grondstoffen. Niet-loodbestanddelen die een hoge brekingsindex bevorderen, kunnen het glas veel moeilijker te vormen maken, of gevoelig voor kristallisatie en daarom ondoorzichtiger. Door de optimale balans van zinkoxide met de andere componenten van de glassamenstelling te vinden, de onderzoekers vermeden deze problemen.

Zinkoxide vertoonde UV-afschermende eigenschappen in de onderzoeksmonsters. Dit hoeft niet te verbazen, Mauro zei, aangezien anorganische zonnebrandcrème is gebaseerd op zinkoxide. Met UV-afscherming, een zinkoxidehoudend glas zou kunnen worden gebruikt voor alledaagse toepassingen zoals autoruiten of brillen.

Ook de glasmonsters vertoonden gunstige vormingseigenschappen. Als een "lang glas, " de nieuwe samenstellingen kunnen over een breder temperatuurbereik worden gevormd, waardoor ze veel eenvoudiger te manipuleren zijn tijdens de formatie. Dit pand, de weerstand tegen kristallisatie, en de lagere kosten van zinkoxide in vergelijking met germania maken deze nieuwe glassamenstelling tot een praktische keuze voor productie op grote schaal, aldus de onderzoekers.

De onderzoekers hebben patent aangevraagd op het zinkoxidehoudende germanosilicaatglas.