探秘康宁公司炫酷的玻璃实验室,大猩猩是怎么制造的?


康宁公司(Corning)是特殊玻璃和陶瓷材料的全球领导厂商。在其位于纽约郊区的一个研究中心内,科学家们正在着力研制一种制造柔性轻质设备所需的关键原料——坚固、纤薄而柔韧的玻璃。DT君的美国同事Katherine Bourzac带我们到实验室一窥究竟。在Corning公司位于纽约郊区的总部里,两名工人头戴笨重的面具,身着银色类似太空服的衣服,正在实验熔炉旁有条不紊地工作。他们的动作缓慢且整齐划一。



他们必须打开1600摄氏度高温的熔炉,快速端起一小锅炽热的熔化玻璃,倒在铁桌上,并抢在它变硬前让其成型。尽管有一名工人的手套开始冒烟,但他似乎不以为意,继续工作。



Corning公司的材料科学家Adam Ellison看着这些工人说:“这里热得好似地狱,玻璃很快就会变硬,工人们只有几分钟的时间来处理它。”一名工人使用剪刀将玻璃剪成一个圆盘,供科学家们研究。玻璃很快会变硬,而且,随着玻璃变冷,它的颜色也开始改变。



科学家们在该公司的“迷你版”制造线上,对新玻璃进行测试。用来制造显示屏和手机的玻璃被制成薄片,并剪切成几厘米宽的测试玻璃。



研究人员借助显微镜,对破碎的玻璃进行了深入研究,结果发现,玻璃越坚固,破碎时的裂口越多;脆弱的玻璃只有几个地方有裂口。样品内的彩虹色表明,它很容易破碎,研究人员应该改变处理环境。



通过这一测试的材料接下来可能会被制成手机模型,然后从腰部以上的高度反复摔到水泥、沙石以及其他表面上,以测试其性能。这种材料已被Corning公司注册为“大猩猩玻璃(Gorilla Glass)”品牌,很多智能手机上都可见其“倩影”,它们坚固、纤薄而且轻质。这些研究人员的主要任务是帮助Corning公司弄清楚,玻璃的潜能究竟有多大。如果Corning公司能制造出不容易裂口、破碎且能弯曲的玻璃,那么,它有望开创一个全新的产品类别:例如能折叠或弯曲的手机和平板电脑。另外,纤薄且柔韧的玻璃或许也能让汽车内饰等弯曲表面“摇身一变”,变成触摸显示屏。



这个熔炉每天大约要进行8到12次的倾倒,为公司的科学家提供研究样本。科学家们希望借此厘清,如果他们尝试某些新情况——例如让玻璃在不同温度下融化——会发生什么事情,他们也在研究不同的制造方法对玻璃属性的影响。


新玻璃产品会遭遇工程师们能想到的各种“暴力对待”。一台机器不断重复地让一块纤薄的玻璃弯曲,看它究竟能耐受多长时间;另一台机器则让玻璃弯曲成两半直到它破碎,爆发出震耳欲聋的响声。金属断面显微镜观察是专门研究玻璃等材料如何以及为什么会破碎的科学,该领域的专家们使用定制机器来测量让玻璃碎裂需要多大压力。



Corning公司也在为如何处理玻璃开发新方法,这些方法能帮助设备制造商为新型电子设备制造出专用玻璃块。



科学家们使用一种新的激光加工工艺切割出这种超纤薄的玻璃螺旋。



该公司的大部分研究集中于新的玻璃制造过程以及对“大猩猩玻璃”等现有产品的不断完善。但科学家们也逐步开始涉猎其他领域。例如,Ellison近期进行的一项研究是,尝试再造用来制作曾出现于四世纪的罗马莱克格斯杯(Roman Lycurgus Cup)的玻璃。这种神奇的高脚杯由双色玻璃制成。当光线照射时能发出不同的光。当光线从高脚杯前方照射时,杯子呈现出翠绿色;当光线从高脚杯后方照射时,呈现出蔓越橘红色。


▲  罗马莱克格斯杯


Ellison向记者展示了他受莱克格斯杯灵感启发而研制的一款玻璃的样本,他说:“现在,我知道了其中的窍门。”由于他不知道这样的玻璃在现在或未来有何用途,所以,只能让其静静地待在架子上,等到有心人来发掘。




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