البطل وراء: لماذا يمكن للغطاء الزجاجي أن يفاجئك؟

إليك ما أدركته في اليوم الجديد: إننا ننفق الكثير من الأموال على الهواتف أو الأجهزة اللوحية أو أجهزة التلفاز، ولكن الجزء الذي نلمسه-الجزء الذي يتحمل كل إساءة الاستخدام-لا يحظى بأي اهتمام تقريبًا.

 

هذا الزجاج على الجبهة؟ انها ليست مجرد

قطعة من مادة النافذة. ربما يكون هذا هو العنصر الأكثر هندسيًا الذي لن تفكر فيه أبدًا.

فحص سريع للواقع

أخرج هاتفك في الحال. أنظر إليه. لقد نجا هذا الزجاج من السقوط، والمفاتيح في جيبك،-ووجهه للأسفل على من-يعرف-السطح، وآلاف من الضربات الدهنية بالأصابع. ولا يزال الأمر موجودًا، ولا يزال واضحًا، ولا يزال يعمل.

 

هذا ليس الحظ. هذه هي الكيمياء.

 

الشيء القوة

يعتقد معظم الناس أن الزجاج ينكسر لأنه "هش". هذا ليس صحيحا تماما. ينكسر الزجاج بسبب عيوب سطحية صغيرة-شقوق مجهرية لا يمكنك حتى رؤيتها. وتحت الضغط، تنتشر تلك الشقوق. فرقعة.

 

يعمل الغطاء الزجاجي على إصلاح ذلك من خلال خدعة تسمى التبادل الأيوني. تأخذ الكوب وتغمسه في حمام ساخن بملح البوتاسيوم، وتتبادل أيونات البوتاسيوم (الكبيرة) أماكنها مع أيونات الصوديوم (الصغيرة) بالقرب من السطح. تحشر الأيونات الكبيرة نفسها في الداخل، وتشكل ضغطًا، وتضغط فعليًا على تلك الشقوق- الدقيقة لإغلاقها.

 

نتيجة؟ سطح يقاوم عندما تحاول كسره.

 

يطلق المهووسون في الصناعة على هذا اسم "تصلب الحالة". يسميها الجميع "كيف نجت شاشتي من هذا السقوط."

 

الشيء الصفر

الخدوش هي وحش مختلف. إنها لا تتعلق بالضغط-إنما تتعلق بالصلابة.

 

هذا هو الشيء الذي يخطئ الناس فيه: الصلابة ليست مثل القوة. يمكن أن يكون لديك زجاج شديد الصلابة (يقاوم الخدش) ولكنه هش (يتكسر بسهولة). أو الزجاج القوي (الذي ينحني قبل أن ينكسر) ولكنه ناعم (يخدش إذا نظرت إليه بشكل خاطئ).

يحاول زجاج الغطاء الحديث تحقيق التوازن بين الاثنين. أحدث المنتجات من Corning وAGC وSchott-تقوم بتعديل الكيمياء للحصول على الصلابة دون التضحية بأداء السقوط. إنها مقايضة مستمرة-.

 

الشيء الشعور

هذا واحد خفية ولكن ضخمة.

 

هل سبق لك أن استخدمت جهازًا لوحيًا رخيص الثمن وشعرت وكأن إصبعك يسحب؟ مثل الشاشة كان الاحتكاك؟ هذه هي فيزياء الطاقة السطحية. يتمتع الزجاج العاري بطاقة سطحية عالية-يريد الالتصاق بالأشياء، بما في ذلك الزيت الموجود على بشرتك.

 

يحتوي الغطاء الزجاجي الجيد على طبقة خارجية-عادة ما تكون من البوليمر الفلوري، وهي نفس عائلة التيفلون-التي تحطم طاقة السطح. ينزلق إصبعك بدلا من العصي. حبات الزيت بدلاً من التلطيخ.

 

هذا "الشعور المتميز" الذي يتحدث عنه الجميع؟ هذا ليس الزجاج. هذا هو الطلاء.

 

الشيء البصري

وإليك رقمًا: يعكس الزجاج غير المعالج حوالي 4% من الضوء على كل سطح. سطحين؟ ذهب 8٪. في يوم مشرق، يخفي هذا الانعكاس شاشتك.

 

وتعمل الطبقات المضادة للانعكاس-على إصلاح هذه المشكلة عن طريق إنشاء تداخل مدمر-بشكل أساسي، مما يؤدي إلى إلغاء الضوء المنعكس. تتضمن الفيزياء تكديس الطبقات بمؤشرات انكسار مختلفة، كل منها بالسمك المناسب تمامًا.

 

إذا أحسنت العمل، سينخفض ​​الانعكاس إلى ما دون 1%. تبدو الشاشة وكأنها مطبوعة على السطح بدلاً من دفنها خلف الزجاج.

مشكلة المتانة لا أحد يذكرها

 

إليك ما يبقي المهندسين مستيقظين طوال الليل: كل هذه التحسينات-في القوة والصلابة والطلاءات-تتقاتل مع بعضها البعض.

 

التقوية الكيميائية التي تجعل الزجاج قويا؟ يغير السطح، ويجعل التصاق الطلاء أمرًا صعبًا. الطلاءات التي تبدو رائعة وتقتل الانعكاسات؟ يختفي مع مرور الوقت إذا لم يتم القيام به بشكل صحيح. الصلابة التي تقاوم الخدوش؟ غالبا ما يأتي مع هشاشة.

 

إن تحقيق التوازن بين كل ذلك-هو الجزء الأصعب.

 

الاشياء المستقبلية

بعض الأشياء تنزل في الأنبوب:

لم يعد الزجاج الذي يعالج نفسه-خيالً علميًا-بعد الآن. ليس للشقوق العميقة، ولكن -للسحجات الدقيقة-الخدوش الصغيرة التي تتراكم على مر السنين. تمتلك بعض المجموعات البحثية طبقات طلاء تتدفق وتصلح عند درجة حرارة الغرفة.

 

الوظائف المضمنة موجودة بالفعل في المختبرات. زجاج مزود بأجهزة استشعار مدمجة، بحيث يصبح زجاج الغطاء نفسه جزءًا من نظام اللمس بدلاً من حمايته فقط.

 

أرق وأقوى يستمر. UTG (زجاج - فائق النحافة) للأجهزة القابلة للطي يصل إلى 30 ميكرون الآن. 15 ميكرون قادم. في نهاية المطاف، سيكون لدينا زجاج ينحني مثل البلاستيك ولكنه يشبه الزجاج.

 

إعادة تدوير أفضل لأن المنظمين يضغطون. من الصعب إعادة تدوير النظارات المتخصصة-بكيمياء مختلفة عن الزجاجات الزجاجية. تكتشف الصناعة كيفية الاستعادة وإعادة الاستخدام دون إعادة التدوير.