Science >> Wetenschap >  >> Fysica

Theorie geeft transparantie over hoe glas breekt

Fractuurmechanica helpt onderzoekers bij het voorspellen van glasfalen

Gehard glas is overal om ons heen. Het wordt gebruikt in onze autoruiten, smartphoneschermen en zelfs kogelvrije vesten. Maar wat gebeurt er als gehard glas breekt?

Een team van onderzoekers van de Universiteit van Cambridge en het Massachusetts Institute of Technology (MIT) heeft een nieuwe theorie ontwikkeld die helpt verklaren hoe gehard glas breekt. Hun bevindingen zijn gepubliceerd in het tijdschrift Physical Review Letters , zou kunnen leiden tot de ontwikkeling van sterkere, duurzamere glasmaterialen.

Gehard glas wordt gemaakt door glas te verwarmen en vervolgens snel af te koelen . Door dit proces ontstaat een oppervlaktelaag van gehard glas die veel harder en sterker is dan het glas eronder. Wanneer gehard glas breekt, breekt het doorgaans in een karakteristiek "spinnenweb"-patroon.

De nieuwe theorie, ontwikkeld door de onderzoekers, verklaart waarom gehard glas op deze manier breekt. De theorie laat zien dat het spinnenwebpatroon wordt veroorzaakt door een combinatie van factoren, waaronder de restspanningen in het glas, de vorm van de scheuren die zich vormen en de manier waarop de scheuren met elkaar omgaan.

"Onze theorie biedt een uitgebreid inzicht in hoe gehard glas breekt", zegt dr. Andrea Armani, onderzoeker aan de Universiteit van Cambridge en co-auteur van het onderzoek. "Dit inzicht zou kunnen worden gebruikt om hardere, duurzamere glasmaterialen te ontwerpen voor een verscheidenheid aan toepassingen."

De onderzoekers zijn van plan hun theorie te gebruiken om te bestuderen hoe gehard glas interageert met andere materialen, zoals metalen en keramiek. Ze zijn ook van plan te onderzoeken hoe de eigenschappen van gehard glas kunnen worden gecontroleerd door het productieproces te veranderen.

"We hopen dat ons werk zal leiden tot de ontwikkeling van sterkere, duurzamere glasmaterialen die in een breder scala aan toepassingen kunnen worden gebruikt", aldus Armani.