Ontdekking kan leiden tot nieuwe materialen en inzichten in seismisch gedrag

Een nieuwe studie heeft het mechanisme op atomaire schaal achter de vervorming van glas blootgelegd, een materiaal dat wetenschappers al eeuwenlang verbijstert. Glas is een niet-kristallijne, amorfe vaste stof die doorgaans bros en moeilijk te vervormen is. Onder bepaalde omstandigheden kan glas echter een opmerkelijke plasticiteit vertonen en aanzienlijke vervormingen ondergaan zonder te breken.

Het onderzoek, gepubliceerd in het tijdschrift Science Advances , werd uitgevoerd door een team van wetenschappers van de University of Pittsburgh Swanson School of Engineering en het Department of Materials Science and Engineering van de University of Pennsylvania. Het team gebruikte een combinatie van beeldvorming met hoge resolutie en computersimulaties om de structuur van glas op atomaire schaal te bestuderen terwijl het vervormde.

De onderzoekers ontdekten dat de vervorming van glas wordt veroorzaakt door de herschikking van atomen in het materiaal. Deze herschikking vindt plaats wanneer atomen zich losmaken van hun oorspronkelijke posities en naar nieuwe locaties verhuizen. Door de herschikking van atomen ontstaan ​​er defecten in het glas, waardoor het materiaal verzwakt en gevoeliger wordt voor vervorming.

De ontdekking van het mechanisme op atomaire schaal achter de vervorming van glas heeft belangrijke implicaties voor de ontwikkeling van nieuwe materialen en voor het begrijpen van het gedrag van seismische golven in de aardkorst.

"Deze ontdekking opent nieuwe wegen voor het onderzoeken van de eigenschappen van materialen op atomaire schaal", zegt Dr. James K. Knowles, hoogleraar werktuigbouwkunde en materiaalkunde aan de Universiteit van Pittsburgh. "De inzichten die we uit dit onderzoek hebben verkregen, kunnen leiden tot de ontwikkeling van nieuwe materialen met verbeterde sterkte en ductiliteit, evenals tot nieuwe inzichten in het gedrag van seismische golven in de aardkorst."

Bron:Swanson School of Engineering van de Universiteit van Pittsburgh