Blokkgler er nauðsynlegt byggingarefni í daglegu lífi fólks, þar sem það getur aðskilið innra og ytra umhverfi á meðan það sendir ljós. Hins vegar er hitaeinangrunarframmistaða glers léleg og það er viðkvæmt fyrir skelfilegum brotum við högg, sem leiðir til takmarkaðs höggþols og orkunotkunar. Við ytri hitastigsbreytingar og áhrif á rusl verður gler oft veikasti hlutinn í byggingum, flutningabílum og rafeindatækjum.
Nýlega lagði rannsóknarteymi undir forystu prófessors Ni Yong og prófessors He Linghui frá Vísinda- og tækniháskólanum í Kína tillaga um lífrænt samsett glerefni með bættum alhliða notkunarframmistöðu, sem sameinar skel eins og perlulagsbyggingu og klippharðnandi gáfulegt efni. Þetta samsetta glerefni sýnir framúrskarandi hitaeinangrun og höggþol á meðan það heldur gegnsæi. Viðeigandi rannsóknarniðurstöður voru birtar í alþjóðlega tímaritinu Advanced Materials undir heitinu „Simultaneous Enhancement of Thermal Insulation and Impact Resistance in Transparent Bulk Compounds“.
The pearl layer in natural shells can dissipate energy through the brick sliding mechanism under quasi-static or low-speed impact loading. However, as the impact speed increases, the improvement in the impact resistance of the shell like structure is limited (Figure 1a). On the contrary, shear hardening materials exhibit strain rate related enhancement effects under impact loading, which can dissipate a large amount of impact kinetic energy under high-speed impact (Figure 1b). On the basis of a deep understanding of the rate related mechanical properties of shell like structures and shear hardening materials, the research team constructed biomimetic composite glass materials. This material combines the advantages of low-speed impact resistance of the shell like structure with the strain rate strengthening performance of the shear hardening material. Mechanical simulation analysis shows that the delocalized deformation of the shell like structure panel can further promote the large-scale damage and energy dissipation of the shear hardening sandwich layer. The synergistic energy dissipation effect of shell like structure and shear hardening material shows a 1+1>2 áhrif, sem gerir það að verkum að samsett gler sýnir betri höggþol við stærra högghraðasvið (Mynd 2).
Að auki sýnir lífhermandi samsett gler einnig góða hitaeinangrunargetu. Lífræna skeljarbyggingarspjaldið dregur úr varmaleiðni út úr flugvélinni í gegnum sérstaka múrsteinsmúrsteinsuppbyggingu og vinnur saman með klippiherðandi efni með lága hitaleiðni til að bæta hitaeinangrunarafköst lífrænna samsetts glers. Í samanburði við mikið notað blokkgler, lagskipt gler og einangrunargler, sýnir lífhermandi samsett gler kosti í alhliða notkunarframmistöðu eins og gagnsæi, léttleika, höggþol og hitaeinangrun (Mynd 1c).
Mynd 1
Mynd 2