При всех несомненных достоинствах и универсальности обычного стекла у него есть одна существенная слабость – хрупкость. Теперь же инженеры из Университета штата Пенсильвания разработали новый материал под названием LionGlass – не только более крепкий, но также более экологичный в производстве.

В нашем быту, начиная от стаканов и заканчивая окнами, наиболее распространено натриево-кальциевое стекло, также известное как «содовое». Его производство происходит в управляемом высокотемпературном режиме с нагревом печей до 1500 °C, что, конечно же, требует немало энергии и сопровождается выбросом огромных объёмов углекислого газа. Кроме того, при плавлении сырья – кальцинированной соды и известняка – происходят химические реакции, также сопряжённые с выделением CO₂. Исследователи из Пенсильванского университета усовершенствовали рецепт стекла, создав новое семейство стеклянных композитов под названием LionGlass.

Улучшенные свойства LionGlass обусловлены заменой кальцинированной соды и известняка оксидом алюминия или соединениями железа. При этом содержание диоксида кремния в форме кварцевого песка может варьироваться от 40% до 90%. Отказ от использования карбонатов (солей угольной кислоты) не только снижает прямые выбросы углекислого газа при плавлении, но также позволяет понизить температуру плавления состава до 400 °C, тем самым сокращая потребление энергии на 30% и увеличивая ресурс печей. Что ещё лучше, модификация состава увеличила трещиностойкость стекла как минимум в 10 раз в сравнении с классическим содовым стеклом. Исследователи провели тест материала на твёрдость по методу Виккерса при помощи алмазного индентора и обнаружили, что LionGlass не трескается даже при нагрузке в 1 кг. Для сравнения, обычное стекло покрывается трещинами уже под давлением 0,1 кг. Вероятнее всего, трещиностойкость нового материала может быть даже выше обозначенных учёными параметров, однако в их распоряжении не было подходящего оборудования, чтобы проверить это на практике.

Инженеры считают, что достоинства LionGlass этим не ограничиваются. Благодаря более высоким показателям твёрдости и трещиностойкости изделия из такого стекла можно делать более тонкими, изящными и лёгкими, сохраняя те же параметры устойчивости к повреждениям. К слову, в таком случае в процессе производства будет использовано меньше энергии и сырья, что в свою очередь положительно скажется на экологичности изделия. Учёные уже подали патентную заявку для регистрации своего изобретения и надеются в ближайшем будущем приступить к коммерциализации материала.