打开牡蛎壳，内表面呈现出万花筒般的色彩。这种光滑的材料被称为珍珠母，既美观又坚韧——如此坚韧，以至于启发了几乎防碎玻璃的创造。
“我们的仿生玻璃比夹层玻璃和钢化玻璃（防冲击透明材料的‘标准’）的抗冲击性高 2-3 倍，”麦吉尔大学工程师弗朗索瓦·巴特拉特 (Francois Barthelat) 说，他领导了这项新的研究。
灾难性的破裂
玻璃是一种神奇的材料。它透明、耐用，并且在高温或化学物质面前不会降解。但它确实有一个致命的弱点：剧烈的冲击。看似最小的撞击也可能使玻璃破碎。
钢化玻璃有助于防止轻微的碰撞和凹痕。这种材料的表面被压缩，这有助于防止裂纹的形成。然而，当它确实破裂时，整个材料都会失效，玻璃会爆炸。夹层玻璃——在玻璃层之间夹有一层较软的材料——比钢化玻璃更能保持在一起，但其抗冲击性并没有好多少。这就是珍珠母大放异彩的地方。
在微观层面上，珍珠母看起来像是由微小的构建块组成的。在力的作用下，矿物块可以相互滑动。这种滑动使材料能够承受巨大的打击而不会断裂。
巴特拉特和他的同事意识到，他们或许能够利用这种结构制造出一种合成玻璃，复制珍珠母的滑动特性，从而克服玻璃固有的脆性。
坚不可摧的生物学
首先，研究人员使用激光从硼硅玻璃片上切割出“砖块”，然后将它们层压在一起。然后，研究小组对这些片材进行了对齐和排列，使最终产品模仿珍珠母的三维结构，其中一种塑料（称为乙烯-醋酸乙烯酯）充当“砂浆”。
这种新玻璃的表现似乎完美无瑕。它透明，不会产生任何图像失真，并且在高应力下不会破碎，而是弯曲。研究人员在《科学》杂志上报告说，它的抗冲击性也优于有机玻璃、两种类型的钢化玻璃和夹层玻璃。科学。同时，它的强度与夹层玻璃一样强。
此外，巴特拉特说，当新材料确实破裂时，它会以“优雅”的方式发生。“与普通玻璃一样，我们的材料并不会像那样灾难性地破裂，出现许多裂纹和碎片，而是更坚韧：它会‘凹陷’和变形，而不是破裂。”
这意味着用这种新玻璃制成的材料将更耐刮、耐裂，甚至耐小孔。巴特拉特说，这种仿生玻璃的应用数不胜数——从窗户和挡风玻璃到太阳能电池板和触摸屏。他说，制造起来也不会太难。
“我们的制造方法相对简单且可扩展，”巴特拉特说。“人们可以非常容易且以合理的成本制造这种材料的工业量。”
