探秘全球最炫酷的玻璃實驗室,「大猩猩」是怎麼製造的
康寧公司(Corning)是特殊玻璃和陶瓷材料的全球領導廠商。在其位於紐約郊區的一個研究中心內,科學家們正在著力研製一種製造柔性輕質設備所需的關鍵原料——堅固、纖薄而柔韌的玻璃。DT君的美國同事Katherine Bourzac帶我們到實驗室一窺究竟。
在Corning公司位於紐約郊區的總部里,兩名工人頭戴笨重的面具,身著銀色類似太空服的衣服,正在實驗熔爐旁有條不紊地工作。他們的動作緩慢且整齊劃一。
他們必須打開1600攝氏度高溫的熔爐,快速端起一小鍋熾熱的熔化玻璃,倒在鐵桌上,並搶在它變硬前讓其成型。儘管有一名工人的手套開始冒煙,但他似乎不以為意,繼續工作。
Corning公司的材料科學家Adam Ellison看著這些工人說:「這裡熱得好似地獄,玻璃很快就會變硬,工人們只有幾分鐘的時間來處理它。」
一名工人使用剪刀將玻璃剪成一個圓盤,供科學家們研究。玻璃很快會變硬,而且,隨著玻璃變冷,它的顏色也開始改變。
科學家們在該公司的「迷你版」製造線上,對新玻璃進行測試。用來製造顯示屏和手機的玻璃被製成薄片,並剪切成幾厘米寬的測試玻璃。
研究人員藉助顯微鏡,對破碎的玻璃進行了深入研究,結果發現,玻璃越堅固,破碎時的裂口越多;脆弱的玻璃只有幾個地方有裂口。樣品內的彩虹色表明,它很容易破碎,研究人員應該改變處理環境。
通過這一測試的材料接下來可能會被製成手機模型,然後從腰部以上的高度反覆摔到水泥、沙石以及其他表面上,以測試其性能。
這種材料已被Corning公司註冊為「大猩猩玻璃(Gorilla Glass)」品牌,很多智能手機上都可見其「倩影」,它們堅固、纖薄而且輕質。
這些研究人員的主要任務是幫助Corning公司弄清楚,玻璃的潛能究竟有多大。如果Corning公司能製造出不容易裂口、破碎且能彎曲的玻璃,那麼,它有望開創一個全新的產品類別:例如能摺疊或彎曲的手機和平板電腦。另外,纖薄且柔韌的玻璃或許也能讓汽車內飾等彎曲表面「搖身一變」,變成觸摸顯示屏。
這個熔爐每天大約要進行8到12次的傾倒,為公司的科學家提供研究樣本。科學家們希望藉此釐清,如果他們嘗試某些新情況——例如讓玻璃在不同溫度下融化——會發生什麼事情,他們也在研究不同的製造方法對玻璃屬性的影響。
新玻璃產品會遭遇工程師們能想到的各種「暴力對待」。一台機器不斷重複地讓一塊纖薄的玻璃彎曲,看它究竟能耐受多長時間;另一台機器則讓玻璃彎曲成兩半直到它破碎,爆發出震耳欲聾的響聲。
金屬斷面顯微鏡觀察是專門研究玻璃等材料如何以及為什麼會破碎的科學,該領域的專家們使用定製機器來測量讓玻璃碎裂需要多大壓力。
Corning公司也在為如何處理玻璃開發新方法,這些方法能幫助設備製造商為新型電子設備製造出專用玻璃塊。
科學家們使用一種新的激光加工工藝切割出這種超纖薄的玻璃螺旋。
該公司的大部分研究集中於新的玻璃製造過程以及對「大猩猩玻璃」等現有產品的不斷完善,但科學家們也逐步開始涉獵其他領域。
例如,Ellison近期進行的一項研究是,嘗試再造用來製作曾出現於四世紀的羅馬萊克格斯杯(Roman Lycurgus Cup)的玻璃。這種神奇的高腳杯由雙色玻璃製成。當光線照射時能發出不同的光。
當光線從高腳杯前方照射時,杯子呈現出翠綠色;當光線從高腳杯後方照射時,呈現出蔓越橘紅色。
羅馬萊克格斯杯
Ellison向記者展示了他受萊克格斯杯靈感啟發而研製的一款玻璃的樣本,他說:「現在,我知道了其中的竅門。」由於他不知道這樣的玻璃在現在或未來有何用途,所以,只能讓其靜靜地待在架子上,等到有心人來發掘。
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