6-38-Clear-Unbreakable-Glass-Laminated-Glass-for-Stair-Tread

اكتشاف جديد يمهد الطريق لإنتاج زجاج غير قابل للكسر

2 ديسمبر، 2024 أبحاث و دراسات, العلوم و التكنواوجيا

تخيل أن تسقط كوب ماء من يدك، لكن بدلاً من أن يتحطم إلى شظايا متناثرة على الأرض، يظل الكوب سليماً. هذا الحلم أصبح أقرب إلى الواقع بفضل اكتشاف علمي جديد يفتح آفاقًا واسعة نحو تطوير زجاج مقاوم للكسر.

كشف باحثون من جامعة توهوكو في اليابان عن آليات جديدة تجعل الزجاج أكثر مقاومة للكسر. هذا الاكتشاف يحمل وعوداً كبيرة للعديد من الصناعات، بما في ذلك الإلكترونيات الاستهلاكية والبناء وتصنيع السيارات.

نُشرت نتائج هذا البحث الرائد في مجلة Acta Materialia بتاريخ 2 ديسمبر 2024. وأوضح الدكتور ماكينا سايتو، الأستاذ المشارك بمدرسة الدراسات العليا للعلوم بجامعة توهوكو، أن “الزجاج على الرغم من قوته، يكون عرضة للكسر عندما تتجاوز الضغوط قدرته على التحمل. لكن ما يثير الاهتمام هو أن حركة الذرات والجزيئات داخل الزجاج يمكنها تخفيف الإجهاد الداخلي، مما يجعل المادة أكثر مقاومة للكسر”.

وعلى الرغم من معرفة العلماء مسبقًا بأن بعض الذرات “تقفز” إلى فراغات مجاورة داخل الزجاج، إلا أن كيفية مساهمة هذه الحركة في تخفيف الإجهاد ظلت غامضة.

قام فريق البحث، الذي يضم علماء من جامعتي كيوتو وشيماني، والمعهد الوطني لعلوم المواد، ومعهد أبحاث الإشعاع السنكروتروني الياباني، بدراسة هذا الموضوع باستخدام تقنيات متطورة من تجارب الإشعاع السنكروتروني والمحاكاة الحاسوبية.

وقد رصد الفريق، ولأول مرة، أن قفز الذرات إلى الفراغات المجاورة يتبعه حركة جماعية بطيئة للذرات المحيطة لملء هذا الفراغ. هذا التفاعل بين “قفز الذرات” والحركة الجماعية يساهم في تخفيف الإجهاد الداخلي وحماية الزجاج من الكسر عند تعرضه لقوة خارجية.

وأضاف الدكتور سايتو أن “نتائج البحث تحمل إمكانات كبيرة لتطوير زجاج مقاوم للكسر يمكن أن يغير معايير التصميم في العديد من الصناعات”.

يخطط الباحثون في الخطوة المقبلة لاستكشاف ما إذا كانت آليات مماثلة تحدث في أنواع أخرى من الزجاج. وتهدف أبحاثهم إلى وضع إرشادات شاملة لتصميم زجاج يتمتع بمقاومة عالية للصدمات، مما قد يحدث ثورة في استخدامات المواد المتينة.

هذا التقدم العلمي ليس مجرد حلم، بل خطوة حقيقية نحو مستقبل يتمتع بمواد أكثر صلابة وأماناً.