نسل جدید شیشه‌ها در برابر انفجار مقاوم می‌شوند

بله، این شیشه که در حال حاضر در مراحل آزمایش‌های ابتدایی قرار دارد در مقایسه با شیشه‌های فعلی نه‌تنها سبک‌تر و باریک‌تر است، بلکه حتی شفاف‌تر بوده و از همه مهم‌تر این که در برابر موج انفجار از ضریب مقاومت بسیار خوبی نیز برخوردار است. این یک مشخصه بسیار مهم است بخصوص در زمان وقوع زمین‌لرزه‌ها یا زمانی که تندبادهای بسیار مهیب می‌وزد. در چنین لحظاتی پرت شدن شیشه‌ها به اطراف خطرات زیادی برای افراد به همراه دارد، اما استفاده از این شیشه جدید بسیاری از این نگرانی‌ها را برطرف می‌کند.

همان طور که می‌دانید هم‌اکنون از شیشه‌های مقاوم در برابر موج انفجار در بسیاری از ساختمان‌ها استفاده می‌کنند. به عنوان مثال ساختمان پنتاگون ازجمله این موارد است. همچنین شیشه خودروی لیموزینی که برای رئیس‌جمهور آمریکا در نظر گرفته شده است از این نوع شیشه‌هاست، اما این شیشه‌ها بسیار ضخیم هستند به طوری که ضخامت آنها تقریبا معادل یک دفتر 300 برگ است. از این رو حتی تصور این که از این نوع شیشه‌ها در ساختمان‌ها و در چارچوب پنجره‌ها استفاده شود، کمی سخت به نظر می‌رسد. گذشته از تمامی این موارد، ساخت این دسته از شیشه‌ها کار پرهزینه‌ای است. به همین دلیل جایگزین‌سازی شیشه‌های معمولی با چنین شیشه‌های مقاومی بسیار سخت و هزینه‌بر است.

دقیقا به خاطر همین دو فاکتور یعنی سختی کار و بالا بودن هزینه بوده است که تاکنون اقدام چندان چشمگیری برای استفاده از شیشه‌های حجیم ضدضربه در ساختمان‌ها صورت نگرفته است، اما اگر بخواهیم یک تفاوت بسیار بزرگ میان شیشه‌های ضدضربه فعلی با نمونه‌های قبلی مطرح کنیم باید به جنس آنها اشاره کرد. شیشه‌های ضدضربه فعلی با استفاده از لایه‌هایی از پلیمرهای خالص ساخته می‌شوند، اما شیشه جدیدی که ما ارائه کرده‌ایم با استفاده از نوعی کامپوزیت پلاستیکی ساخته شده است که در دل آن میان لایه پلیمری فشرده شده با فیبرهای شیشه‌ای وجود دارد که ضخامت بسیار اندکی نیز دارد.

بله، این شیشه جدید را به تازگی مورد بررسی قرار داده‌ایم. در این بررسی این شیشه را در مجاورت انفجار کوچکی قرار دادیم که تقریبا نتیجه امیدوارکننده‌ای نیز به دست آورده‌ایم. در حقیقت می‌توان گفت نتایج این بررسی در نوع خود خیره‌کننده بوده است. بررسی‌های ما نشان داده‌اند که در جریان این انفجار بخش اصلی این شیشه تقریبا دست نخورده باقی مانده است.

ما برای طراحی ساختاری این شیشه کارهای مختلفی انجام داده‌ایم. در خلال ماه‌های گذشته فرمول‌های متنوعی را مورد بررسی قرار دادیم و اکنون تقریبا به آن چیزی که می‌خواستیم دست یافته‌ایم. اگر قرار باشد رازی نیز در این خصوص وجود داشته باشد باید به استفاده از فیبرهای بلند شیشه‌ای و ترکیب آنها با نوعی پلاستیک مایع و در نهایت چسب مخصوصی اشاره کرد که تمامی این مجموعه را کنار هم نگاه داشته است.

نکته مهمی که باید به آن توجه کرد جنس این چسب است. ما تلاش کرده‌ایم از چسبی استفاده کنیم که کاملا شفاف باشد. برای این که تصور بهتری از این فناوری نوین داشته باشیم می‌توان آن را با یک ساندویچ مقایسه کرد. بر طبق این مثال دو لایه اصلی شیشه در حقیقت همان دو لایه نان هستند و چسب و سایر مواد پلیمری و همچنین فیبرهای بلند شیشه‌ای مواد تشکیل‌دهنده داخل ساندویچ هستند. با توجه به این مثال می‌توان نتیجه گرفت که جنس چسبی که برای ساخت این شیشه به کار می‌رود از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است.

دقیقا همین گونه است. می‌توان گفت فیبرهای شیشه‌ای اسکلت اصلی این شیشه را تشکیل می‌دهند. این فیبرها معمولا بین 15 تا 25 میکرومتر ضخامت دارند و برای درک بهتر این ابعاد می‌توان گفت حدودا نصف موی انسان ضخامت دارند. هر چه این ضخامت کمتر باشد کل شیشه آسیب‌پذیری کمتری در زمان وقوع انفجارها خواهد داشت. همچنین اگر این فیبرها استحکام بیشتری نیز داشته باشند به همان میزان بر استحکام شبکه پلیمری شیشه می‌افزایند. بررسی‌های ما نشان داده‌اند که هر چه از شمار بیشتری از فیبرهای شیشه‌ای استفاده شود، نتیجه کار از استحکام بیشتری برخوردار خواهد بود.

با توجه به تغییر و تحولات گسترده‌ای که در زمینه استفاده از مواد مختلف ساختمانی در ساخت سازه‌ها روی داده است، استفاده از چنین شیشه‌هایی باید غیرقابل رد کردن خواهد بود. مزیت‌هایی که چنین شیشه‌هایی دارند ازجمله وزن بسیار کم و شفافیت بسیار بالا بسیاری از سازندگان سازه‌ها در سراسر جهان را بر آن می‌دارد تا از این فناوری نوین استفاده کنند. از این رو من آینده روشنی برای استفاده از این فناوری نوین می‌بینم.

مترجم: مهدی پیرگزی