中国研究人员于三月份宣布,他们创造出一种可以弯曲成直角而不会碎裂的玻璃。但这并非我们所知的玻璃:这种新型玻璃是不透明的,强度是普通窗户玻璃的两倍,并且由金属制成。
作为固体,金属具有有序的原子结构;在液态金属中,排列变得随机,就像玻璃一样。为了制造金属玻璃,科学家们将液态金属进行超冷却,有效地将这种随机排列“冻结”在原位。这些块状金属玻璃,或称 BMG,比金属的结晶形式强两到三倍。
超强 BMG 已经被用于制造高科技高尔夫球杆和网球拍;2001 年,美国宇航局的 创世纪探测器,它收集了来自太阳风的粒子,就是用 BMG 制成的。
但自 20 世纪 80 年代科学家开始制造 BMG 以来,这种材料一直存在一个致命的缺陷。中国科学院物理学家王伟华表示,具有讽刺意味的是,它们越强,就越容易出现裂纹。原始类型的 BMG 中的微小裂缝会迅速蔓延并导致灾难性后果。
为了创造一种既坚固又灵活的玻璃,王伟华和他的同事们修改了现有的 BMG 配方,结合了锆、铜、镍和铝。他们意识到,金属混合物中的微小变化会导致脆性发生巨大变化,因此他们寻求一种能够阻止裂纹扩散的组合。“玻璃的塑性对成分非常敏感,”王伟华解释道。
经过两年多的研究,科学家们生产出了可弯曲的 BMG。它包含高密度硬质区域,周围环绕着低密度软质区域。结果:当裂纹在一个地方开始时,它会迅速在周围区域消散,使整个材料保持柔韧。
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