让玻璃不再“玻璃心”！

编者荐语：

康宁玻璃的超 强热稳定性、超低膨胀性、超高强度等特质，赋予了康宁玻璃反应器耐高温、高压和腐蚀的特性。康宁玻璃良好的透光性使康宁反应器可以实现光化学的应用。

以下文章来源于康宁Corning ，作者康宁中国

过去，在人们眼中，玻璃=脆弱

CMoG 88.3.41. 康宁玻璃博物馆

图中展示的是17世纪时期被装在草篮里的酒瓶。当时，人们用麦草为玻璃瓶提供保护，使其不易破碎。但实际上，这种方法的效果并不理想。这种草编瓶后来被称为“Fiasco”，如今的含义为：

Fiasco (n.) 惨败

再看看1615年的英国——当时的英国海军几乎耗尽了国内的木材储备，于是国家开始限制木材的使用，仅限用于Z必要的用途。煤炭逐渐取代木材作为主要燃料，玻璃制造商也很快便开始使用燃煤炉烧制玻璃。

CMGL 66820 由Rakow Research Library提供，康宁玻璃博物馆

随着时间的推移，人们了解到煤炉的燃烧温度更高。因此，他们能够熔炼出二氧化硅含量更高的玻璃，并制造更厚的玻璃瓶。两者都能提升玻璃瓶的强度。人们也终于无需再使用草篮来保护玻璃瓶了。

更重要的是，更坚固的玻璃瓶偶然促成了“香槟”的诞生。

19世纪的香槟制作过程

当时，葡萄酒制造商一直在尝试添加一定剂量的糖，诱导二次发酵，从而在酒中产生气泡，这便是香槟的由来。但问题在于：这种方法会在瓶内产生压力，导致许多酒瓶爆炸。

燃煤瓶解决了这个问题，而现代的香槟产业也就此诞生。虽然英国人找到了创造更坚固玻璃的方法，但在很大程度上，这是个偶然事件。

那么，我们能否以更科学的方式提高玻璃的强度呢？

玻璃实际上是非常坚固的。科学家们估计玻璃的理论强度约为15千兆帕斯卡。打个比方：如果用一台秤测量大象脚下的压力，为了让秤的读数达到1千兆帕斯卡，则需要把1万头大象堆在一起。

那么，玻璃是如何破碎的呢？

一旦足够大的拉伸应力作用于玻璃表面的缺陷，如划痕或缺口，玻璃就会破碎。下方测试帮助说明了一处裂痕对玻璃的影响。

为了解决这个问题，康宁开发了多项技术。在玻璃制造中，有一道关键的工序叫做离子交换。我们将玻璃部件浸泡在熔盐溶液中。钾离子迁移到玻璃表面，与玻璃上原有的、较小的钠离子进行交换。较大的钾离子替代了较小的钠离子，从而扩大了经过离子交换的玻璃面积。这样一来，玻璃表面会形成一层压应力层，能够大幅降低表面缺陷扩展进而导致玻璃破碎的可能性。

该技术如何在现实生活中发挥作用呢？

15年前，史蒂夫·乔布斯（Steve Jobs）向康宁提出难题，要求为第 一部iPhone创造一种盖板材料。这种材料必须是透明的，还要能够抗损伤和抗刮擦。塑料并不符合要求。因此，康宁开发了一种坚固耐用的玻璃解决方案。

在我们的不懈努力下，康宁®大猩猩®玻璃诞生了，并彻底改变了人们的沟通方式。大猩猩玻璃目前已在超过80亿台设备上使用。

康宁也一直在原始版本的基础上进行创新，现今已推出了近20代产品。此外，我们在玻璃陶瓷领域的Z 新创新，也就是苹果公司所推广的超晶瓷面板（Ceramic Shield），其抗损伤性相比于我们在2007年推出的盖板玻璃还要高一个数量级。 

然而，我们并未止步于此。距离达到玻璃的理论强度还很遥远。 

如今，我们在众多领域发挥了精密玻璃的作用，并推进振奋人心的技术。

例如，在通往自动驾驶汽车的道路上，玻璃的强度更是至关重要。今天的半自动驾驶技术依赖于挡风玻璃后的多个摄像头和传感器。一旦挡风玻璃出现裂纹，更换挡风玻璃便是一大难题，因为传感器也需要重新校对。抗损伤性更高的挡风玻璃和针对其他自主传感器进行光学优化的挡风玻璃罩，可能将是玻璃对另一项新技术诞生的主要贡献。

随着我们不断揭开玻璃的神秘面纱

将来还会发生什么？

欢迎加入我们的探索之旅！

2022年是由联合国批准设立的国际玻璃年 (IYoG)，致力于“庆祝玻璃的过去、现在和未来，共创可持续、公平和更美好的明天”。康宁公司作为全 球材料科学创新引领者之一，为国际玻璃年的多项重大活动提供赞助支持。