I gusci dei molluschi ispirano il vetro resistente alla frattura / Mollusc shells inspire fracture resistant glass

I gusci dei molluschi ispirano il vetro resistente alla frattura / Mollusc shells inspire fracture resistant glass

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

(A) Composito di vetro (senza strategia di corrispondenza dell'indice a sinistra e con corrispondenza dell'indice a destra), (B) Microstruttura del composito di vetro, (C) Vista dello strato madreperlaceo nel guscio di abalone rosso e (D) Microstruttura di madreperla /  (A) Glass composite (without index-matching strategy on left and with index-matching on right), (B) Glass composite’s microstructure, (C) View of the nacreous layer in red abalone shell, and (D) Nacre’s microstructure(Immagine : Allen Ehrlicher)

Lo strato interno dei gusci dei molluschi ha ispirato gli scienziati in Canada a sviluppare una forma di vetro che ha la resilienza della plastica.

Il gruppo della McGill University ritiene che il materiale abbia una gamma di applicazioni, compresi i futuri schermi dei telefoni cellulari.

"Fino ad ora c'erano compromessi tra elevata resistenza, tenacità e trasparenza", ha affermato Allen Ehrlicher, professore associato presso il Dipartimento di Bioingegneria della McGill University. "Il nostro nuovo materiale non è solo tre volte più resistente del vetro normale, ma è anche cinque volte più resistente alla frattura".

Traendo ispirazione dalla natura, lo scienziato ha creato un nuovo materiale composito in vetro e acrilico che imita la madreperla. “La natura è maestra del progetto. Studiare la struttura dei materiali biologici e capire come funzionano offre ispirazione, e talvolta progetti, per nuovi materiali", ha affermato Ehrlicher.

"Sorprendentemente, la madreperla ha la rigidità di un materiale rigido e la durata di un materiale morbido, dandogli il meglio di entrambi i mondi", ha detto. “È fatto di pezzi rigidi di materia simile al gesso che sono stratificati con proteine ​​morbide che sono altamente elastiche. Questa struttura produce una resistenza eccezionale, rendendola 3000 volte più resistente dei materiali che la compongono.”

Gli scienziati hanno preso l'architettura della madreperla e l'hanno replicata con strati di scaglie di vetro e acrilico, ottenendo un materiale eccezionalmente resistente ma opaco che può essere prodotto facilmente ed economicamente. Hanno quindi reso il composito otticamente trasparente.

"Regolando l'indice di rifrazione dell'acrilico, lo abbiamo fatto fondere perfettamente con il vetro per creare un composito veramente trasparente", ha affermato Ali Amini, ricercatore post-dottorato presso la McGill. Successivamente hanno in programma di migliorare il vetro resistente alla frattura incorporando una tecnologia intelligente che consenta al vetro di modificare le sue proprietà, come il colore, la meccanica e la conduttività.

ENGLISH

The inner layer of mollusc shells has inspired scientists in Canada to develop a form of glass that has the resiliency of plastic.

The team from McGill University believe the material has a range of applications, including future cell phone screens.

“Until now there were trade-offs between high strength, toughness, and transparency,” said Allen Ehrlicher, an associate Professor in the Department of Bioengineering at McGill University. “Our new material is not only three times stronger than the normal glass, but also more than five times more fracture resistant.”

Drawing inspiration from nature, the scientist created a new glass and acrylic composite material that mimics nacre or mother of pearl. “Nature is a master of design. Studying the structure of biological materials and understanding how they work offers inspiration, and sometimes blueprints, for new materials,” said Ehrlicher.

“Amazingly, nacre has the rigidity of a stiff material and durability of a soft material, giving it the best of both worlds,” he said. “It’s made of stiff pieces of chalk-like matter that are layered with soft proteins that are highly elastic. This structure produces exceptional strength, making it 3000 times tougher than the materials that compose it.”

The scientists took the architecture of nacre and replicated it with layers of glass flakes and acrylic, yielding an exceptionally strong yet opaque material that can be produced easily and inexpensively. They then made the composite optically transparent.

“By tuning the refractive index of the acrylic, we made it seamlessly blend with the glass to make a truly transparent composite,” said Ali Amini, a postdoctoral researcher at McGill. They next plan to improve the fracture resistant glass by incorporating smart technology allowing the glass to change its properties, such as colour, mechanics, and conductivity.

Da:

https://www.theengineer.co.uk/mollusc-shells-fracture-resistant-glass/