I materiali vetrosi giocano un ruolo fondamentale nel mondo moderno, ma la fragilità intrinseca è stata a lungo il tallone d'Achille che limita fortemente la loro utilità. A causa della struttura amorfa disordinata dei materiali vetrosi, restano molti misteri. Questi includono i meccanismi di frattura degli occhiali tradizionali, come vetri di silicato, così come l'origine delle intriganti morfologie a frattura modellata dei vetri metallici.

È stato ampiamente ipotizzato che la cavitazione sia il meccanismo sottostante che governa la frattura dei vetri metallici, così come altri sistemi vetrosi. Fino ad ora, però, gli scienziati non sono stati in grado di osservare direttamente il comportamento di cavitazione delle fratture, nonostante i loro intensi sforzi.

Questa situazione è cambiata con il recente lavoro del Dr. Shen Laiquan, Prof. Bai Haiyang, Prof. Sun Baoan, e altri dal gruppo del Prof. Wang Weihua presso l'Istituto di Fisica dell'Accademia Cinese delle Scienze (CAS), che hanno osservato con successo l'effetto della cavitazione sul comportamento alla frattura nei vetri. Hanno rivelato che la propagazione della cricca è dominata dalla nucleazione auto-organizzata, crescita, e coalescenza di nanocavità in vetri metallici.

Hanno mostrato il processo evolutivo delle morfologie delle crepe da nanocavità separate a nanocorrugazioni simili a onde, e ha confermato che la cavitazione è l'origine dei modelli periodici della superficie di frattura.

Inoltre, hanno scoperto che i nanopattern indotti dalla cavitazione sono prevalenti anche nel tipico vetro polimerico (policarbonato) e nel vetro silicato (silice), indicando che il meccanismo di cavitazione è comune nella frattura dei vetri. Il flusso di plastica mostrato dal processo di cavitazione dimostra quindi che la duttilità su scala nanometrica è coinvolta nella rottura di vetri nominalmente fragili.

La scoperta del comportamento di cavitazione nella frattura dei vetri sfida il concetto tradizionale di come si rompono i vetri. I risultati dei ricercatori hanno implicazioni significative per la comprensione del processo fondamentale di guasto nei sistemi disordinati, e fornisce incentivi per la progettazione di occhiali migliori.

Questo studio, dal titolo "Osservazione della cavitazione che regola la frattura nei vetri, " è stato pubblicato in Progressi scientifici .