【中玻網(wǎng)】8月5日，記者了解到，蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院AndréR.Studart教授團隊在稠密的貽貝結構啟發(fā)下，以一種簡(jiǎn)單易行的方法制備得到這款透明的，且擁有比鋼化玻璃更強的抗裂紋增長(cháng)能力的高韌復合材料。相關(guān)研究以名為“Transparent and tough bulk composites inspired by nacre”發(fā)表在《Nature Communications》中。

　　你是不是在日常生活中都經(jīng)歷過(guò)以下兩款痛心的經(jīng)歷：眼鏡不知道怎么的摔了，鏡片很優(yōu)美地裂開(kāi)了幾瓣；放在桌子邊上的手機，一不小心來(lái)了一次自由落體運動(dòng)，屏幕呈現出屏碎后樹(shù)枝狀的裂紋。親，這邊建議您換眼鏡和手機哦！

　　不，倔強的人們怎能就此乖乖掏出自己的錢(qián)包！

　　該款復合材料制備工藝十分簡(jiǎn)單，如圖1所示。

　　圖1該款透明高韌玻璃復合材料的制備流程。采用抽濾的方法得到玻璃粉末濾餅，后采用單軸壓縮將濾餅壓縮至所需厚度。將該濾餅放入600℃烘箱進(jìn)行燒結，然后利用聚合物材料進(jìn)行浸沒(méi)，得到玻璃復合材料。

　　經(jīng)過(guò)抽濾，玻璃粉末片與片間形成稠密的高度有序的結構。繼而使用高溫燒結的辦法，使得玻璃粉末間產(chǎn)生黏連，進(jìn)而用聚合物填充玻璃間的空隙。這樣的結構使得該復合材料擁有良好的韌性，其抵抗裂紋擴展的能力得到很大的提升（圖2）。從Ashby圖中看出，該研究中的玻璃復合材料比鋼化玻璃的抗裂紋增長(cháng)能力高出三倍，同時(shí)保持著(zhù)與常見(jiàn)硅基玻璃的斷裂強度。

　　圖2幾款玻璃材料及本研究中的玻璃復合材料的力學(xué)性能Ashby圖（其中藍綠紅圈分別代表玻璃含量為35%，45%和59%的玻璃復合材料。實(shí)圈和空圈分別代表裂紋萌生臨界應力強度因子和裂紋擴展臨界應力強度因子）

　　研究中，采用了與玻璃折射率相近聚合物填充玻璃塊中的空隙，一方面大大降低了玻璃與空氣因折射率不匹配導致的材料不透明程度，另一方面利用聚合物的塑性變形消耗部分外力，從而達到優(yōu)良力學(xué)性能。該復合材料光學(xué)性能如圖3所示。

　　圖3 a.研究中所用的聚合物材料、玻璃復合材料、玻璃塊的光透過(guò)性能。b.玻璃塊的照片。c——e.玻璃復合材料的照片，其中玻璃含量分別為35%，59%和45%。

　　可見(jiàn)，采用仿貽貝稠密結構，將于玻璃折射率匹配的聚合物填充入玻璃塊中，制備得到玻璃復合材料，具有高的光學(xué)透明性和韌性，未來(lái)還可以通過(guò)進(jìn)一步的優(yōu)化，制備得到光學(xué)透明性更好的復合材料。這將有望替代鏡片或是手機的玻璃蓋板，可以說(shuō)是，媽媽再也不怕我刷眼鏡和手機啦！