تولید شیشه ضدگلوله با الهام از حلزون

محققان با استفاده از معرفی شبکه‌ای از ترک‌های میکروسکوپیک در داخل شیشه جدید، مقاومت آن را چند ده برابر افزایش می‌دهند. در این خصوص تیمی از محققان دانشگاه مک گیل در مونترال، تحقیقات خود را با مطالعه نزدیک مواد طبیعی مانند پوسته حلزون، استخوان و ناخن‌ها آغاز کردند. این ترکیبات با این که از مواد معدنی بسیار شکننده ساخته شده‌اند، اما به طرز عجیب و حیرت‌انگیزی انعطاف‌پذیر و ارتجاعی هستند.

راز موضوع در این واقعیت نهفته است که مواد معدنی موجود در این اجزا، به هم پیوسته و واحدی بزرگ‌تر و محکم‌تری تشکیل می‌دهند. پوسته حلزون دارای چین‌ها و گسل‌هایی به نام رابط است که موجب اتصال و به هم پیوستگی بیش از پیش می‌شود. ظاهرا این موضوع ممکن است به صورت ظاهری یک ضعف قلمداد شود، اما در عمل یک منحرف‌کننده فشار خارجی است که با استادی تمام طراحی شده است. به عنوان مثال لایه براق پوسته داخلی برخی از نرم‌تنان مانند صدف یا صدف مروارید 3000 بار سخت‌تر و مستحکم‌تر از مواد معدنی‌ای است که خود پوسته را تشکیل می‌دهد.شاید تشکیل مواد و ترکیبات سخت‌تر با یکسری رابط‌های ضعیف‌تر متناقض به نظر برسد، اما باید گفت ​ ظاهرا این امر یک استراتژی جهانی در دنیای مواد طبیعی موجود در طبیعت اطراف ماست.

محققان با توجه به آموخته‌هایشان از بررسی لاک حلزون و با استفاده از لیزر سه‌بعدی شکاف‌های میکروسکوپیکی در اسلایدهای شیشه‌ای ایجاد کرده و داخل این شکاف‌ها را با پلیمر پر کردند و در نهایت مشاهده کردند که این اسلایدهای شیشه‌ای نسبت به اولشان 200 بار محکم‌تر شدند. این شیشه‌ها می‌تواند ضمن جذب ضربه به جای خرد شدن تا حدی خم شده و دیرتر بشکند.چنانچه ظروف و بطری‌های شیشه‌ای امروزی از دست شما روی زمین بیفتند شکسته و خرد خواهند شد. فرانکویس بارتلات می‌گوید: در مقابل یک ظرف شیشه‌ای الهام گرفته زیستی در صورت سقوط از دست شما نمی‌شکند و فقط ممکن است کمی تغییر شکل بدهد. بنابراین می‌توان ظروف شیشه‌ای را پس از یک یا چند بار افتادن، باز هم استفاده کرد. ضریب کرنش شیشه‌های استاندارد موجود 0.1 درصد است، اما ضریب کرنش همین شیشه پس از حکاکی به وسیله لیزر و اعمال تغییرات تا 5 درصد یعنی 50 برابر افزایش می‌یابد.

از شیشه‌های مستحکم فرآوری شده به این روش می‌توان در تولید شیشه‌های ضدگلوله، شیشه عینک و حتی صفحه نمایش گوشی‌های هوشمند استفاده کرد. شیشه ترکیبی است که به دلیل شفافیت، سختی و مقاومت بالا در برابر مواد شیمیایی کاربرد زیادی دارد، اما اشکال اصلی آن شکننده بودنش است. بارتلات معتقد است که روش جدید به دست آمده برای مقابله با این ضعف بسیار مقرون به صرفه خواهد بود.