Método utilizado para producir el vidrio dúctil. Deposición de láser pulsado:se disparan pulsos de láser de alta energía al objetivo cristalino en el lado izquierdo de la imagen. La intensa energía descompone el óxido de aluminio cristalino en plasma de color púrpura, que inyecta hacia afuera a alta velocidad. El plasma se enfría extremadamente rápido para formar una película de óxido de aluminio vítreo (amorfo) al chocar con el sustrato en el lado derecho de la imagen. Crédito:Erkka Frankberg
Un equipo internacional de investigadores ha encontrado una manera de fabricar vidrio flexible utilizando láseres disparados al óxido de aluminio cristalino. En su artículo publicado en la revista Ciencias , el grupo describe su técnica y las características del vidrio que produjeron. Lothar Wondraczek, de la Universidad de Jena, ha publicado un artículo complementario en la misma edición de la revista que describe la historia de los científicos que intentan superar la fragilidad del vidrio.
El vidrio es algo fuerte pero solo hasta cierto punto; también es muy frágil. Si se le cae un vaso, probablemente se romperá en el suelo. Como señala Wondraczek, Los científicos han estado buscando formas de hacer que el vidrio sea menos quebradizo desde que la gente ha estado fabricando vidrio. Vidrio flexible significaría vasos para beber que sobreviven a una caída, o pantallas de teléfonos inteligentes que no se agrieten. En este nuevo esfuerzo, los investigadores dicen que han dado un paso hacia ese objetivo.
El vidrio ordinario está hecho de sílice y oxígeno, y se conoce como un sólido amorfo, un estado en el que las moléculas de un material están unidas, en el caso del vidrio, de forma aleatoria. Es transparente porque los fotones pueden atravesarlo sin interactuar con ninguno de los electrones del vidrio. En este nuevo esfuerzo, los investigadores utilizaron óxido de aluminio cristalino en lugar de arena para hacer algunas pequeñas muestras de vidrio. Para hacerlo dispararon ráfagas intensas de luz láser a una muestra para convertirla en un plasma púrpura. A continuación, se dejó enfriar el material sobre un sustrato.
Las pruebas del material resultante (láminas de 60 nanómetros de espesor y dos micrómetros de ancho) mostraron que era transparente y mucho menos quebradizo que el vidrio ordinario. Las sábanas también se podían doblar y estirar. Los investigadores descubrieron que podían estirarlos hasta un 8 por ciento y comprimirlos a la mitad de su longitud.
Los investigadores también observaron de cerca su vidrio flexible utilizando un microscopio electrónico. Usando lo que encontraron, crearon simulaciones por computadora del material que habían creado para comprender mejor sus propiedades. El modelo mostró que el vidrio tenía una red de átomos muy compacta que estaba libre de defectos, haciéndolo flexible. Sus átomos pudieron cambiar de lugar cuando se exponían a la presión.
Las simulaciones de la supercomputadora sobre la estructura atómica del óxido de aluminio amorfo muestran que la red de átomos tiene muy pocos defectos (resaltados en verde), lo que permite que los mecanismos de ductilidad se activen sin fracturarse. Los átomos rojos son oxígeno, los átomos grises son aluminio. Crédito:Janne Kalikka
Microscopio electrónico de transmisión y portamuestras utilizado para estudiar la plasticidad del vidrio. Crédito:Lucile Joly-Pottuz
Se requiere más trabajo antes de que se pueda comercializar el vidrio flexible; todavía no está claro si el proceso podría usarse para hacer láminas de vidrio más grandes, o incluso si es susceptible de fabricación.
© 2019 Science X Network
