Se hai mai lasciato cadere il tuo smartphone su un pavimento di cemento, conosci quella sensazione temuta mentre lo giri per vedere quanto si è rotto lo schermo, ma quello stress potrebbe presto essere un ricordo del passato. I ricercatori del Rensselaer Polytechnic Institute hanno scoperto un modo per rendere il vetro meno fragile e meno soggetto a rotture.

Le loro scoperte, guidato da Yunfeng Shi, professore associato di scienza e ingegneria dei materiali a Rensselaer, sono stati recentemente pubblicati in Nano Lett .

Il vetro attualmente utilizzato su molti smartphone appartiene alla famiglia del vetro ossido, in cui gli atomi di silicio si legano generalmente a quattro atomi di ossigeno. Quel tipo di disposizione di legame crea una rete di vetro rigida che non consente la deformazione plastica. Così, quando viene applicato uno stress esterno significativo, come quando un telefono viene lasciato cadere su un pavimento duro, il vetro si rompe.

Quello che Shi e i suoi colleghi hanno scoperto attraverso le simulazioni molecolari è che il vetro di silice, realizzato comprimendo insieme nanoparticelle di silice, può essere allungato fino al 100% senza rompersi. Hanno anche scoperto che la duttilità migliorata emerge quando il silicio si lega a cinque atomi di ossigeno invece di quattro, disse Shi. Questo è noto come silicio quintuplicato, ed è capace di flusso di taglio sotto stress.

"La compressione cambia effettivamente la struttura del materiale, " disse Shi.

Questa maggiore plasticità consente al vetro di sopportare un carico maggiore senza rompersi. Al di là dei nostri telefoni, il potenziale di questa scoperta si estende a numerose applicazioni.

"Questo vetro è in realtà rigido come l'acciaio. Quindi, se il vetro può essere sufficientemente temprato, può sostituire l'acciaio, " Shi ha detto. "Il nostro Santo Graal è quello di fare un materiale strutturale trasparente."

Questa scoperta è stata fatta attraverso simulazioni molecolari. Ora, Shi ha detto, il passo successivo è testarlo in laboratorio.

Yanming Zhang, uno studente laureato presso il Dipartimento di Scienze e Ingegneria dei Materiali, è il primo autore di questo articolo. Il lavoro è stato svolto in collaborazione con Liping Huang, professore di scienze e ingegneria dei materiali.