زجاج جديد مقاوم للخدش مستوحى من أصداف القواقع… مادة تجريبية تجمع بين الصلابة والشفافية

أعلن فريق من علماء المواد في جامعة آسيوية عن تطوير نوع جديد من الزجاج المقوّى مستوحى من البنية الطبقية الموجودة في أصداف القواقع البحرية.
الهدف من هذا الابتكار هو إنتاج زجاج يتمتع بمقاومة أعلى للخدش والكسور، مع الحفاظ على الشفافية العالية اللازمة للاستخدامات الإلكترونية والبصرية.

ورغم أن النتائج واعدة، إلا أن المادة لا تزال في مرحلة التطوير المختبرية.

لماذا القواقع البحرية؟

أصداف بعض القواقع تمتلك:

• تركيبًا طبقيًا دقيقًا

• قدرة على مقاومة الصدمات

• بنية ميكروية غير منتظمة تساعد على توزيع الإجهاد

هذه الخصائص ألهمت الباحثين لمحاكاة هذا النموذج في مادة زجاجية متقدمة.

كيف تم تصنيع الزجاج؟

التقنية تعتمد على:

1. إنشاء طبقات زجاجية رقيقة جدًا

تُرص فوق بعضها بشكل غير منتظم، شبيه بالبنية الطبيعية للأصداف.

2. إضافة جسيمات نانوية سيراميكية

تعمل على تعزيز الصلابة ومنع امتداد الشقوق عند حدوث خدوش.

3. معالجة حرارية دقيقة

تساعد على دمج الطبقات بشكل كامل دون فقدان الشفافية.

نتائج الاختبارات الأولية

وفقًا للدراسة:

• الزجاج كان أكثر مقاومة للخدش من الزجاج التقليدي المستخدم في الشاشات.

• البنية الطبقية حدّت من انتشار الشقوق عند تعرّض الزجاج لضغط معين.

• الشفافية بقيت مرتفعة في معظم النماذج، مع انخفاض طفيف في بعض العينات بسبب الجسيمات النانوية.

• الأداء الحراري كان مقبولًا لكن يحتاج إلى تحسين.

ومع ذلك، الاختبارات كانت على عينات صغيرة ولم تُجرَّب بعد في تطبيقات واسعة.

التطبيقات المحتملة

في حال تطورت التقنية، قد تُستخدم في:

• شاشات الهواتف والأجهزة اللوحية

• الزجاج الأمامي للسيارات

• معدات مختبرية حساسة

• عدسات واقية وأجهزة بصرية

• الألواح الزجاجية المعرضة للاحتكاك المتكرر

لكن ذلك مشروط بإثبات متانة المادة خلال الاستخدام الطويل.

التحديات الحالية

1. تكلفة التصنيع

الطبقات المتعددة والجسيمات النانوية تزيد التكلفة مقارنة بالزجاج التقليدي.

2. الاتساق في الإنتاج

الحصول على طبقات متجانسة من دون عيوب تقنية تحدٍّ كبير.

3. مقاومة الحرارة

بعض النماذج فقدت جزءًا من مقاومتها عند درجات حرارة مرتفعة.

4. الحاجة لاختبارات صناعية

الأداء الفعلي لا يمكن تحديده إلا بعد اختبار الزجاج في منتجات جاهزة.

تعليق الفريق العلمي

قال الباحثون:

“نرى إمكانيات كبيرة في البنية المستوحاة من الطبيعة، لكننا ما زلنا بحاجة إلى تحسين التصنيع وضمان استقرار المادة قبل أي تطبيق تجاري.”

الزجاج المستوحى من أصداف القواقع يمثل توجّهًا واعدًا في علوم المواد، حيث يجمع بين المرونة والصلابة بطريقة جديدة.
ومع أن التطوير ما زال في مراحله الأولى، إلا أنه قد يقود مستقبلًا إلى جيل جديد من الشاشات والزجاج المقاوم للخدش.