玻璃纳米技术|玻璃:康宁|纳米技术材料的精髓

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玻璃:典型的纳米技术材料

玻璃:典型的纳米技术材料

早在物理学家理查德·费曼于1959年断言“底部有足够的空间”从而开创纳米技术时代之前,人们就已经在纳米水平上操纵玻璃了——但往往没有意识到这一点。

几千年来,艺术家们一直在使用玻璃,因为它是如何形成、感觉和处理光线的,而工匠们将玻璃用于实际应用,因为它的稳定性、不透水性和透明度。在上个世纪,科学家们在玻璃的表征和制造方面取得了非凡的进步,导致了在建筑、交通、电子、通信和医学等不同领域的创新应用。

一种材料怎么能做这么多?

玻璃的核心非常简单。玻璃的主要砌块是以沙子形式存在的二氧化硅。但硅是一个非常亲切的合作者,与它在元素周期表上的朋友。事实上,玻璃研究综述表明,科学家已经向二氧化硅中添加了50多种不同的元素,从而创造出具有独特属性的玻璃成分。

但是作曲只是一个开始。科学家们还使用广泛的技术,如辐照、表面修饰和精确的温度控制来开发具有不同颜色、形状因素、强度、灵活性程度和光处理能力的特殊眼镜。

通过对玻璃的配方和制造进行微调,科学家们可以释放出几乎无限的新能力。这种巨大的多样性促使阿尔弗雷德大学的科学家David Pye将玻璃描述为“典型的纳米技术材料”。

莱克格斯杯

纳米技术,虽然不知道,在制作美丽的彩色艺术作品中发挥了核心作用,例如4世纪在意大利创造的利库尔格斯杯。从前面照亮时,玻璃圣杯呈现翡翠绿色,从后面照亮时则呈现血红色。这个让科学家们困惑了几个世纪的现象源于罗马工匠们将银和金的颗粒磨成直径只有50纳米的小颗粒——还不到食盐颗粒的千分之一。

大英博物馆受托人

光学技术

控制光学性能是经典的纳米级玻璃科学。元素之间的间距和键合的微小差异,会导致不同程度的光吸收、透射、反射和散射。对这些属性进行微调的能力使得玻璃对于滤光片、固体荧光和激光系统等技术至关重要。

光致变色眼镜

有没有想过是什么让一些眼镜在阳光下变黑而在室内变得清晰?答案就在纳米尺度。光致变色透镜中含有纳米卤化银晶体,通过添加铜对其电学性能进行了改性。当暴露在光线下时,晶体中微小的金属银斑点会吸收光线,使玻璃变暗。然而,一旦光源被移除,玻璃就会回到原来的无色状态。

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