Bükülebilir Cam Yapmak için Alüminyum ve Lazerlerin Kullanılması
Fotoğraf: Eğilebilir cam üretmek için kullanılan yöntem. Darbeli lazer biriktirme: yüksek enerjili lazer darbeleri görüntünün sol tarafındaki kristalin hedefe çekilir. Yoğun enerji kristalimsi alüminyum oksidi mor renkli plazmaya parçalar, bu da yüksek hızda dışa doğru enjekte edilir. Plazma, görüntünün sağ tarafındaki substratla çarpıştığında camsı (amorf) bir alüminyum oksit filmi oluşturmak için son derece hızlı soğur.
Uluslararası bir araştırmacı ekibi kristalimsi alüminyum oksitle ateşlenen lazerleri kullanarak bükülebilir cam yapmanın bir yolunu buldu. Bilim dergisinde yayınlanan yazılarında, grup tekniklerini ve ürettikleri camın özelliklerini anlatıyor. Friedrich Schiller Jena Üniversitesi’nden Lothar Wondraczek, aynı dergi sayısında, cam kırılganlığının üstesinden gelmeye çalışan bilim insanlarının tarihini anlatan bir eşlik kitabı yayınladı.
Cam biraz güçlü, ama sadece bir noktaya kadar; o ayrıca çok kırılgandır. Bir içki bardağını düşürürseniz, büyük olasılıkla zeminde paramparça olur. Wondraczek’in belirttiği gibi, bilim insanları, insanlar cam yaptıkları sürece camı daha az kırılgan hale getirmenin yollarını arıyorlar. Bükülebilir cam, düşmekten sağ kurtulan bardaktan içmek veya çatlamayan akıllı telefon ekranları anlamına gelir. Bu yeni çabada, araştırmacılar bu hedefe doğru bir adım attıklarını söylüyorlar.
Sıradan cam silika ve oksijenden üretilir ve cam durumunda rastgele bir şekilde, bir amorf katı-bir malzemenin moleküllerinin birbirine kilitlendiği- olarak bilinir. Cam şeffaftır çünkü fotonlar camdaki elektronların hiçbiriyle etkileşime girmeden içinden geçebilir. Bu yeni çabada araştırmacılar, bazı küçük cam numuneleri yapmak için kum yerine kristalimsi alüminyum oksit kullandılar. Bunu yapmak için, bir numuneye mor bir plazmaya dönüşmesi için yoğun lazer ışığı patlattılar. Malzeme daha sonra bir substrat üzerinde soğumaya bırakıldı.
Fotoğraf: Alüminyum oksit camının atomistik modeli, oda sıcaklığında yanlara doğru gerilir ve hızlı değişen mavi alanlar, atomların, malzemenin kırılmadan gerilmesini sağlamak için kalıcı olarak yer değiştirdiğini gösterir.
Elde edilen malzemenin test edilmesi (tabakalar 60 nanometre kalınlığında ve iki mikrometre genişliğinde), şeffaf ve normal camdan çok daha az kırılgan olduğunu göstermiştir. Levhalar ayrıca bükülebilir ve gerilebilirdi. Araştırmacılar, onları yüzde 8’e kadar uzatabileceklerini ve uzunluklarının yarısına kadar sıkıştırabileceklerini buldular.
Araştırmacılar ayrıca bir elektron mikroskobu kullanarak bükülebilir camlarına yakından baktılar. Buldukları şeyi kullanarak, özelliklerini daha iyi anlamak için yarattıkları materyalin bilgisayar simülasyonlarını yarattılar. Model, camın onu bükülebilir yapan kusursuz bir şekilde paketlenmiş bir atom ağına sahip ve hatasız olduğunu göstermiştir. Atomlar basınca maruz kaldıklarında atomların yerlerini değiştirebildiler.
Fotoğraf: Şekilsiz alüminyum oksidin atomik yapısı üzerindeki süper bilgisayar simülasyonları, atom ağının yumuşaklık mekanizmalarının kırılmadan hareket etmesine izin veren çok az sayıda kusura (yeşil renkle vurgulanmış) sahip olduğunu göstermektedir. Kırmızı atomlar oksijen, gri atomlar alüminyumdur.
Fotoğraf: Transmisyon elektron mikroskobu ve cam esnekliğini incelemek için kullanılan numune tutucu.
Bükülebilir camın ticarileştirilmesi için daha fazla iş gereklidir. Sürecin daha büyük cam tabakaları yapmak için kullanılıp kullanılamayacağı veya üretim için bile uygun olup olmadığı hala net değil.
Kaynak: phys.org
