尽管玻璃有许多优点,但它有一个主要的致命弱点——易碎。现在,宾夕法尼亚州立大学的工程师开发出了LionGlass,这是一种新型材料,其抗损坏能力不仅提高了10倍,而且制造所需的能源也大大减少。
UMp/\&0 XfE -fH1j 从窗户到水杯,最常用的玻璃形式在技术上称为钠钙硅酸盐玻璃。制造这种常见材料需要温度高达1500°C(2732°F)的熔炉,这当然会消耗大量能源,并向大气中释放大量二氧化碳。最重要的是,这种玻璃由石英砂、纯碱和石灰石制成,后两者在熔化时都会释放二氧化碳。
6XJ[h -:9P%jWt 现在,宾夕法尼亚州立大学的研究人员改进了玻璃的配方,使其生产起来更加环保,同时也更加坚固。该团队将这种新型玻璃组合物系列称为“LionGlass”,通过将纯碱和石灰石替换为氧化铝或铁化合物,获得了新的功能。二氧化硅含量可以从40%到90%(按重量计)变化。
|?,[@z _, 7Irau_ 更换碳酸盐不仅可以减少熔化过程中的直接排放,还可以将所需温度降低高达400°C(720°F)。这反过来又减少了约30%的能源消耗,从而减少了排放。
8W+gl=C~ rgf# wH%hN 更好的是,LionGlass的某些成分被发现具有比标准钠钙玻璃至少高10倍的抗裂性。该团队在维氏金刚石压头下测试了样品,发现即使在1千克(2.2磅)的力载荷下,玻璃也不会破裂-相比之下,普通玻璃在仅0.1千克(2.2磅)的载荷下就会开始破裂(0.2磅)。LionGlass的抗裂性可能比这个更高,但这是测试设备所能达到的最高水平。
:@xm-.D {d%&zvJnD “我们不断增加LionGlass的重量,直到达到设备允许的最大负载,结果发现它根本不会破裂。”该项目研究员尼克·克拉克(Nick Clark)说。
CGP3qHrXt ~i_Tw#} 该团队表示,LionGlass的好处在现实世界中可以成倍增加。由于其强度较高,用该材料制成的产品可以更薄、更轻。
=!UR=Hq q$.{j"cZV “我们应该能够减少厚度,同时仍然获得相同水平的抗损伤能力,”该项目的首席研究员约翰·毛罗(John Mauro)说。“如果我们生产出重量更轻的产品,那对环境就更好了,因为我们使用的原材料更少,生产所需的能源也更少。即使在下游,对于运输而言,这也减少了运输玻璃所需的能源,因此这对每个人来说都是双赢的局面。”
=GBI0&U <U9/InN0[ 该团队已为LionGlass申请了专利,并希望能够尽快将其推向市场。
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