Håb for din fremtidige mobil-skærm: Superglas heler sig selv

En ny type glas, der er mere modstandsdygtig og heler sig selv med vand, er opfundet af danske forskere.

Danske forskeres nye superglas går ikke så let i stykker. Og det begynder at hele sig selv, hvis det alligevel sker. (Foto: AAU)

Smadrede mobiltelefoner, ridsede briller og bilruder med stenslag.

Vores hverdag er spækket med nyttige produkter af glas, der har det med at gå i stykker. Og når en mobilskærm har fået det første hak, er det begyndelsen på enden, fordi revnerne kun bliver værre.

Men ny dansk forskning giver forsigtige løfter om, at det bliver anderledes i fremtiden.

Glasforskere på Aalborg Universitet har ved et heldigt tilfælde fundet opskriften på en ny type superglas.

Mikroskopforstørrelse af det nye glas umiddelbart efter en skade (til venstre) og efter fire måneders selvheling (til højre). Illustration fra videnskabelig artikel i Advanced Science. (Foto: AAU)

- Det er mere modstandsdygtigt over for brud, og det viser også tegn på at have nogle selvhelingsmekanismer. Hvis der opstår en revne eller en mindre defekt, så kan materialet i en vis udstrækning reparere sig selv, forklarer ph.d.-studerende Kacper Januchta fra glasforskergruppen på Aalborg Universitet.

Diamant-test i laboratoriet

Kacper Januchta og kollegernes opdagelse er offentliggjort i det videnskabelige tidsskrift Advanced Science. Resultatet findes også i fysisk form i laboratoriet, hvor det nye glas bliver hårdhedstestet med en diamantspids.

- Vi bruger en diamant, fordi det er noget af det hårdeste materiale, vi har i verden. Uanset hvilket materiale, vi tester, skal vi have noget at trykke med, der er endnu hårdere, og dét er diamantspidsen, forklarer Kacper Januchta.

Mens diamanten med forskellig kraft trykker på det nye glas, registrerer Kacper Januchta ændringerne i overfladen. Ud fra dét kan han vurdere glassets egenskaber.

Vand er en overraskende ven

Trykket med diamanten går ikke sporløst hen over det nye glas, selv om det er mere brudsikkert end eksisterende kommercielle produkter.

Men det nye glas har altså den helt særlige egenskab, at skaderne efter en omgang forsker-hærværk med diamantspidsen ikke udvikler sig til det værre. Tværtimod begynder glasset at hele sig selv, fordi dets kemiske sammensætning gør det i stand til at optage fugt fra luften.

- Dét, der sker, er, at vandmolekyler trænger ind i materialet og får det til at udvide sig. Så hvis der skulle være en revne, kan vandet gå ind og hjælpe med at lukke den til igen. Det sker faktisk forholdsvis hurtigt, og man kan næsten se det ske med det blotte øje i et mikroskop, siger Kacper Januchta.

Til at begynde med var det netop de overraskende observationer i laboratoriet, som sendte forskerne på sporet af mulighederne i det nye glas. Det kom bag på dem, at vand viste sig at være glassets bedste ven, hvis bare de lod tiden og luftfugtigheden gøre arbejdet.

- I glasforskningen ser vi normalt vand som en fjende. Hvis man får et stenslag i bilruden, er vand i atmosfæren én af de ting, der får stenslaget til at udvikle sig til en større revne. Men det er ikke tilfældet for vores nye glas. Dér er det omvendt, konstaterer Kacper Januchta.

Glasforsker Kacper Januchta: - Det er et lille skridt på vejen. Men vi er ikke klar til at gå ud og bruge det i industrien i morgen (Foto: AAU)

Rolig nu - ting tager tid

Opdagelsen har spændende perspektiver. Tænk hvis den hærgede mobilskærm efter endnu et frit fald mod fortovet kunne begynde at hele sig selv hen over natten.

Eller hvis stenslaget i bilforruden ikke skulle dækkes til og hasterepareres, men i stedet bare kunne fikse sig selv.

Kacper Januchta er med på tankeeksperimenterne, og han tror på, at den nye viden kan bruges til at forbedre kommercielle produkter. Men han gør sig umage med at tage forbehold for tidshorisonten.

- Det er et lille skridt på vejen. Vi er ikke klar til at gå ud og bruge det her glas i industrien i morgen, om en uge eller om en måned. Det er ment som grundforskning, der kan hjælpe os til at forstå de mekanismer i glasset, der giver stor modstandsdygtighed mod brud samt giver den selvhelende mekanisme, forklarer han.

Din mobilskærm er blevet mere modstandsdygtig

Glasforskerne samarbejder i forvejen med internationale producenter af specialglas til for eksempel mobiltelefonskærme, og branchen er konstant på jagt efter forbedringer.

Selv om vi som forbrugere ærgrer os over, at glasset på vores mobiltelefoner stadig ikke kan holde til alt dét, vi udsætter dem for under daglig brug, så er der faktisk sket en del.

- Det er tydeligt, at der er en konstant udvikling, og at de her materialer er blevet mere modstandsdygtige over tid, vurderer professor Morten Mattrup Smedskjær. Han leder glasforskergruppen på Aalborg Universitet og har også selv deltaget i udviklingen af det nye glas.

Fremskridtene bliver bare i nogle tilfælde nulstillet, når designerne tager de nye stærkere glas til sig.

- De, der producerer mobiltelefonerne, vil gerne gøre deres enheder tyndere og tyndere. Selv om glasset i sig selv bliver stærkere og mere brudsikkert, så bliver det selvfølgelig mere skrøbeligt, når det bliver tyndere, forklarer glasprofessoren.

Til gengæld er der andre potentielle fordele ved at have stærkere glas, som man skal bruge mindre af for at opnå samme styrke.

- Det kan godt være, at det stadig går i stykker. Men hvis du skal producere halvdelen af det glas, du før skulle producere, så sparer du råmaterialer. De her materialer bliver fremstillet ved høje temperaturer, så du sparer også noget energi og noget CO2-udledning, når du skal smelte og fremstille mindre glas, siger Morten Mattrup Smedskjær.

Facebook
Twitter