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    Utilizzo di alluminio e laser per realizzare vetri pieghevoli

    Metodo utilizzato per produrre il vetro duttile. Deposizione laser pulsata:impulsi laser altamente energetici vengono sparati al bersaglio cristallino sul lato sinistro dell'immagine. L'intensa energia scompone l'ossido di alluminio cristallino in plasma di colore viola, che inietta verso l'esterno ad alta velocità. Il plasma si raffredda estremamente velocemente per formare una pellicola di ossido di alluminio vetroso (amorfo) in caso di collisione con il substrato sul lato destro dell'immagine. Credito:Erkka Frankberg

    Un team internazionale di ricercatori ha trovato un modo per realizzare vetro pieghevole utilizzando laser sparati contro l'ossido di alluminio cristallino. Nel loro articolo pubblicato sulla rivista Scienza , il gruppo descrive la loro tecnica e le caratteristiche del vetro che hanno prodotto. Lothar Wondraczek con l'Università di Jena ha pubblicato un articolo complementare nello stesso numero della rivista che descrive la storia degli scienziati che tentano di superare la fragilità del vetro.

    Il vetro è un po' forte, ma solo fino a un certo punto; è anche molto fragile. Se fai cadere un bicchiere, probabilmente si frantumerà sul pavimento. Come osserva Wondraczek, gli scienziati sono alla ricerca di modi per rendere il vetro meno fragile da quando le persone lo producono. Vetro pieghevole significherebbe bere bicchieri che sopravvivono a una caduta, o schermi di smartphone che non si rompono. In questo nuovo sforzo, i ricercatori dicono di aver fatto un passo verso quell'obiettivo.

    Il vetro ordinario è fatto di silice e ossigeno, ed è noto come solido amorfo, uno stato in cui le molecole di un materiale sono bloccate insieme, nel caso del vetro, in modo casuale. È trasparente perché i fotoni possono attraversarlo senza interagire con nessuno degli elettroni nel vetro. In questo nuovo sforzo, i ricercatori hanno utilizzato l'ossido di alluminio cristallino invece della sabbia per realizzare alcuni piccoli campioni di vetro. Fare così, hanno sparato intense raffiche di luce laser su un campione per trasformarlo in un plasma viola. Il materiale è stato poi lasciato raffreddare su un substrato.

    Il modello atomistico del vetro all'ossido di alluminio viene deformato lateralmente a temperatura ambiente e le aree blu che cambiano rapidamente indicano dove gli atomi cambiano posizione in modo permanente per consentire la deformazione del materiale senza frattura. Credito:Janne Kalikka

    I test sul materiale risultante (fogli spessi 60 nanometri e larghi due micrometri) hanno mostrato che era trasparente e molto meno fragile del vetro normale. Le lenzuola erano anche pieghevoli ed estensibili. I ricercatori hanno scoperto che potevano allungarli fino all'8% e comprimerli a metà della loro lunghezza.

    I ricercatori hanno anche esaminato da vicino il loro vetro pieghevole utilizzando un microscopio elettronico. Usando ciò che hanno trovato, hanno creato simulazioni al computer del materiale che avevano creato per comprenderne meglio le proprietà. Il modello ha mostrato che il vetro aveva una rete di atomi molto fitta e priva di difetti, rendendolo pieghevole. I suoi atomi erano in grado di cambiare posto quando esposti alla pressione.

    • Le simulazioni al supercomputer sulla struttura atomica dell'ossido di alluminio amorfo mostrano che la rete atomica ha pochissimi difetti (evidenziati in verde), che consente ai meccanismi di duttilità di attivarsi senza frattura. Gli atomi rossi sono ossigeno, gli atomi grigi sono alluminio. Credito:Janne Kalikka

    • Microscopio elettronico a trasmissione e portacampioni utilizzato per lo studio della plasticità del vetro. Credito:Lucile Joly-Pottuz

    È necessario più lavoro prima che il vetro pieghevole possa essere commercializzato:non è ancora chiaro se il processo possa essere utilizzato per realizzare lastre di vetro più grandi, o se è anche suscettibile di produzione.

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