علماء يطورون زجاجاً غير قابل للكسر.. وهذا عيبه

طوّر علماء نوعاً جديداً من الزجاج المضاد للكسر، مستوحى من متانة صدف البحر الشديدة، وفقاً لما نشرته صحيفة “ديلي ميل” البريطانية.
وعلى الرغم من المكونات “الضعيفة” التي تشكل أصداف الرخويات، فإن هذه الدروع الواقية صلبة جداً، وذلك بفضل احتوائها على مادة مقاومة للصدمات تعرف باسم “عرق اللؤلؤ”.
واستوحى العلماء من الشكل الشبيه بالقرميد الذي يشكله عرق اللؤلؤ، وابتكروا زجاجاً “مركباً” تصل قوته إلى 3 أضعاف قوة الزجاج المُقسى، وبقوة تصل إلى 24 ضعف قوة الزجاج العادي.
وعن هذا الموضوع قال المهندس فرانسوا بارثيلات من جامعة ماكغيل في مونتريال: “تعد مكونات الزجاج دائماً الحلقة الأضعف أو الأكثر هشاشة في أي منظومة سواء كان في سيارة أو في مبنى أو في هاتف ذكي”.
لكن إثر الاستلهام من الطبيعة، قد يتمكن الباحثون من تغيير هذه المعاجلة.
وأضاف بارثيلات: “تتناول الحيوانات مكونات ضعيفة نسبياً، وهي عبارة عن بروتينات معدنية هشة، وتحولها إلى دروع شديدة الصلابة”، مشيراً إلى متانة أم اللؤلؤ.
وأوضح الباحث أن “عرق اللؤلؤ، الذي يعطي الرخويات قشرتها الصلبة، يتم ترتيبه مثل طوب الحائط”.
ولتطوير الزجاج المستوحى من اللؤلؤ، استخدم الفريق البحثي شعاع ليزر نابضاً بالأشعة فوق البنفسجية لحفر أنماط مربعة أو سداسية على صفائح زجاجية من البوروسليكات، يبلغ سمكها 220 ميكرون فقط، لمحاكاة تصميم الصدف. ثم تم تصفيح الألواح بطبقات رقيقة من البلاستيك وتم فصلها إلى بلاطات منفردة. وبعد سنوات من التجارب، تمكن الباحثون من تحسين تفاصيل هذا الابتكار للحصول على زجاج أكثر قوة.
وأشار بارثيلات إلى أن “أي عالم متخصص في الزجاج سيخبرك أن إطلاق ليزر قوي على قطعة زجاجية يعتبر فكرة سيئة، لأنها ستخلق عيوباً وتقلل من قوتها. ولكن الزجاج الذي تم إنتاجه مؤخراً يعتبر مثالاً رائعاً، من حيث إن عمليات إزالة المواد من الزجاج وما يبدو أنه “عمليات إضعاف”، تجعل المواد في الواقع أفضل بكثير”.
وأكد بارثيلات أن “طريقة التصنيع، تم تطويرها بسهولة وقابلية للتوسع نسبياً، حيث يمكن إنتاج كميات كبيرة من هذه المواد بيسر وتكاليف مادية مناسبة”.
لكن لا تزال هناك بعض المشكلات التي تواجه هذه التقنية، ويجب إيجاد حل لها، بما منها انخفاض صلابة هذا الزجاج المبتكر، مما قد يجعل الزجاج أكثر عرضة للثني تحت الضغط. وأشار الفريق البحثي إلى أن إضافة صفيحة زجاجية عادية إلى الأمام من صفيحة الزجاج المبتكر يمكن أن يحل هذه المشكلة.
واختتم الباحثون مؤكدين أن هذه التقنية يمكن أن تساعد على صناعة أكواب زجاجية أكثر مرونة وقوة في آن واحد، حيث يمكن أن تنثني ثم تعود لطبيعتها دون أن تتعرض للكسر.