Опубликовано: 13.04.2021

Новая технология литья стекла позволит избавиться от засилья пластика

Новая технология литья стекла позволит избавиться от засилья пластика

Стекло является одинешенек из древнейших материалов, используемых человеком. Благодаря своим химическим свойствам это вещество широко используется в медицине, оптике, телекоммуникациях и химической индустрии.

При этом существующие технологии производства стекла обладают рядом недостатков. Например, это дорогостоящий и энергозатратный процесс, который к тому же не позволяет сообщать стеклу сложные формы. Простой пример: если выдуть из стекла вазу относительно просто, то создать шестерёнку будет весьма затруднительно.

Это одна из вин почему в XX веке широкое распространение получил пластик. Этот материал можно заливать в готовые пресс-формы и миллионами штамповать недорогие детали самых разнообразных форм и размеров, которые к тому же будут достаточно долговечны, прочны и могут быть окрашены в самые различные яркие цвета. Почти идеальный материал.

Почти, да не идеальный. Ведь ни один существующий полимер ещё не сравнился со стеклом в универсальности применения.

Новоиспеченная технология, представленная учёными из Фрайбургского университета в Германии, может радикально изменить ситуацию. Она позволяет отливать стекло под давлением, сообщая ему любую желаемую форму. Эта разработка позволит быстро и экономично заменить стеклом как массовую полимерную продукцию, так и высокотехнологичные детали из полимеров. На всякий случай напомним, что с засильем пластика сейчас пытается биться весь мир. Ведь эффекты, которые он оказывает на организм, до сих пор не изучены в достаточной мере. Между тем стекло является куда немало инертным (плохо вступающим в реакции) материалом. Да и на микрочастицы оно само по себе не распадается.

Новая разработка получила название стекломер (glassomer).

Процесс литья начинается с подготовки: создания тонких полимерных гранул, в каждой из которых «замурованы» крохотные частицы кварцевого стекла. Эти гранулы погружаются в стандартную машину для литья под давлением. Машина плавит полимер и затем заливает его в необходимую форму.

Затем деталь омывают водой и погружают в раскалённую до 600⁰C печь. Полимер при этом частично вымывается водой, а его останки сгорают в печи. После этого деталь нагревают до 1300⁰C, и частицы стекла в нём сплавляются между собой (не замуровывая в себе пластик, для чего и необходим промежуточный нагрев). Так и получается полностью стеклянный конечный продукт нужной формы.

Эта технология не только позволяет быстро получать вящие количества сложных стеклянных изделий, она ещё и требует гораздо меньших затрат энергии, чем производство обычного стекла. К тому же доля связующего полимера (тот, который в процессе удаляется с водой) можно использовать заново.

Разработчики подчеркивают, что изделия, полученные методом Glassomer, можно будет использовать в технологиях передачи этих, в оптике и солнечной энергетике, в медицине и для создания так называемых «лабораторий на чипе».

Подробности нового метода производства изделий из стекла обрисованы в научной статье, опубликованной в престижном научном издании Science.

Источник