Fladskærmen og mobilen bliver meget stærkere

De fleste kan gennemskue, at en brosten mod en almindelig vinduesrude med stor sandsynlighed ender i højlydt klirren og splintret glas.

Men mere raffinerede forhåndsvurderinger af bestemte glastypers modstandsdygtighed er en vanskelig affære, som i vidt omfang har henvist producenterne til at prøve sig frem.

I hvert fald indtil nu, hvor forskere fra Aalborg Universitets Glasgruppe under Institut for Kemi, Miljø og Bioteknologi via et parløb med den amerikanske glasgigant Corning Incorporated har været i stand til at frembringe vigtig ny viden om glasmaterialers opførsel.

De seneste resultater er skabt ved at fokusere på glassets hårdhed, og de har givet anledning til stor opmærksomhed og rosende omtale i flere internationale videnskabelige tidsskrifter inklusive det ansete Physics.

Speciel opbygning giver hårdt glas

»De modeller, vi har udviklet, har stor betydning for glasindustrien, fordi de gør det muligt at designe et glasmateriale med forudbestemte egenskaber ved at ændre på sammensætningen uden først at skulle producere glasset,« fortæller den prisbelønnede ph.d.-studerende Morten Mattrup Smedskjær fra glasgruppen, som har arbejdet tæt sammen med den amerikanske partner om projektet.

»Hidtil har det været en enorm udfordring at kvantificere hvilke strukturer, der gør et glasmateriale hårdt. Men vi har sammen med Corning udviklet modeller til forudsigelse af egenskaberne ved glas ud fra en simpel analyse af glassets struktur,« forklarer Morten Mattrup Smedskjær.

Forskerne har påvist at glassets hårdhed, som også er afgørende for hvor let en mobiltelefonskærm bliver ridset, når den havner i samme lomme som et bundt nøgler, afhænger af antallet af restriktioner og frihedsgrader i glasmaterialets struktur.

Jo flere restriktioner og komplekse konfigurationer der er, jo hårdere er glasset.

De modeller, vi har udviklet, har stor betydning for glasindustrien...

Morten Mattrup Smedskjær

Opdagelsen blev gjort ved at granske særlige natriumholdige borat glas-typer, som har en mere kompleks opbygning end almindeligt glas.

»Vi ændrede overfladesammensætningen i glasset, og derefter brugte vi vores ligning til at forudsige ændringen i hårdhed med stor succes,« forklarer Morten Mattrup Smedskjær.

Gensidig respekt

For professor Yuanzheng Yue, som leder glasgruppen på Aalborg Universitet, er det udbytterige samarbejde med Corning Inc. et skoleeksempel på værdien i at samarbejde med virksomheder om forskning og udvikling.

Glasgruppen har i forvejen gode erfaringer fra fælles projekter med virksomheder som Rockwool og Aalborg Portland, der henholdsvis får hjælp til at forbedre isoleringsmaterialers effektivitet og til at reducere CO2-udledningen ved cementproduktion.

»Corning opfandt optiske fibre til internetkommunikation, og de er blandt andet kendt for glaskeramiske kogeplader og glasoverflader til fladskærme. De satser også meget på at levere glas til skærme på mobiltelefoner, tablet-computere og andre elektroniske apparater, og de har selv en dygtig og erfaren forsknings- og udviklingsafdeling. Så de er en meget interessant samarbejdspartner for os, og vi er stolte over, at vi sammen har været i stand til at skabe resultater i verdensklasse,« fortæller Yuanzheng Yue.

Ud over den seneste landvinding med bestemmelse af glassets hårdhed har parterne for nylig offentliggjort videnskabelige resultater, som giver en bedre forståelse af glassets opførsel i flydende tilstand.

Artiklen er lavet i samarbejde med Aalborg Universitet.