Glasachtige materialen spelen een integrale rol in de moderne wereld, maar inherente broosheid is lange tijd de achilleshiel geweest die hun bruikbaarheid ernstig beperkt. Door de ongeordende amorfe structuur van glasachtige materialen, veel mysteries blijven. Deze omvatten de breukmechanismen van traditionele glazen, zoals silicaatglazen, evenals de oorsprong van de intrigerende patroonbreukmorfologieën van metalen glazen.

Van cavitatie wordt algemeen aangenomen dat het het onderliggende mechanisme is dat de breuk van metalen glazen regelt. evenals andere glasachtige systemen. Tot nu toe, echter, wetenschappers zijn niet in staat geweest om het cavitatiegedrag van fracturen direct te observeren, ondanks hun intensieve inspanningen.

Deze situatie veranderde met recent werk van Dr. Shen Laiquan, Prof. Bai Haiyang, Prof. Sun Baoan, en anderen van de groep van Prof. Wang Weihua aan het Institute of Physics van de Chinese Academy of Sciences (CAS), die met succes het effect van cavitatie op breukgedrag in glazen hebben waargenomen. Ze onthulden dat de propagatie van scheuren wordt gedomineerd door de zelfgeorganiseerde kiemvorming, groei, en samensmelting van nanoholtes in metalen glazen.

Ze toonden het evolutionaire proces van scheurmorfologieën van gescheiden nanoholtes tot golfachtige nanocorrugaties, en bevestigde dat cavitatie de oorsprong is van periodieke breukoppervlakpatronen.

In aanvulling, ze ontdekten dat door cavitatie geïnduceerde nanopatronen ook veel voorkomen in typisch polymeerglas (polycarbonaat) en silicaatglas (silica), wat aangeeft dat het cavitatiemechanisme veel voorkomt bij het breken van glazen. De plastische stroming die wordt vertoond door het cavitatieproces bewijst dus dat ductiliteit op nanoschaal betrokken is bij het breken van nominaal brosse glazen.

De ontdekking van cavitatiegedrag bij het breken van glazen daagt het traditionele concept van hoe glazen breken uit. De bevindingen van de onderzoekers hebben belangrijke implicaties voor het begrip van het fundamentele proces van falen in ongeordende systemen, en biedt stimulansen voor het ontwerpen van betere brillen.

Deze studie, getiteld "Observatie van cavitatie die breuk in glazen regelt, " werd gepubliceerd in wetenschappelijke vooruitgang .