Delen:
Top 10 ongelooflijke prestaties en feiten over glas
Er is meer vreemdheid en bekwaamheid betrokken bij dat loket dan de meeste mensen het op prijs stellen. Maar overhandig gewoon glas aan Shaolin monniken en wetenschappers, en dingen worden ronduit gek.
Van raadselachtige performance-prestaties tot gekke legeringen, glas is niet zo eenvoudig of zwak als het lijkt. Onderzoek kan nu oude mysteries verklaren en geavanceerde technologie creëren, maar het meest verbazingwekkende is wat met laboratorium gesmeed glas kan doen - zichzelf genezen en zelfs de menselijke beschaving overleven.
10 Missing Crater's Glass Trail
Ongeveer 800.000 jaar geleden werd een zware meteoor op de aarde gesmeten. De rots mat 20 kilometer (12 mijl) breed en gooide na het inslaan glasachtig vuil in de atmosfeer. Deze neerslag regende glas over een oppervlakte van 22.500 vierkante kilometer (8.700 mijl). Ondanks deze enorme voetafdruk van glas in Australië en Azië, is de krater nooit ontdekt.
In 2018 kwamen er meer glazen kralen op Antarctica. Met elk de breedte van een mensenhaar werden ze al snel geïdentificeerd als onderdeel van het puin van de mysterieuze meteoren. Genaamd microtektites, hun chemische samenstelling greep de aandacht van de wetenschappers.
De lage niveaus van natrium en kalium toonden aan dat de kralen waarschijnlijk de verste rand van de ongrijpbare krater waren. Natrium en kalium lekken uit onder extreme temperaturen, en heet afval verspreidt zich ook verder van een botsing.
Toen de Antarctische microtektieten werden vergeleken met die uit Australië, had de laatste meer natrium en kalium en waren ze in theorie een stap dichter bij de krater. Volgens deze formule, van warm naar koeler, verwachten onderzoekers de krater ergens in Vietnam te vinden. Als het goed is, hebben de Antarctische parels een ongelooflijke afstand afgelegd - ongeveer 11.000 kilometer (6.800 mijl).
9 De Shaolin Needle Trick
Shaolin monniken staan bekend om hun indrukwekkende vertoningen van agile vechtsporten. Maar onlangs deed een man iets heel ongewoons. Feng Fei gooide een naald door een ruit - zonder het glas te breken.
De monnik slingerde de naald met zoveel kracht dat er aan de andere kant een ballon tevoorschijn kwam. Voor alle doeleinden zou het het hele paneel moeten hebben verbroken. Toen de supersnelle truc in slow motion werd bekeken, leek het alsof het punt van de naald het glas met enkele worpen doorstak. Op andere momenten leek het alsof de naald net het glas kapot maakte en de ballon opensprong met kleine scherven aan de andere kant. Beide blijven een ongelooflijke prestatie.
Het antwoord komt neer op hoe glas breekt op moleculair niveau. Glas is zwaar. De moleculen zijn verbonden in een netwerk dat de druk daartegen deelt (en dus verzwakt). Als u een vingertop tegen een ruit drukt, zal het hele venster u weerstaan. Scheuren gebeuren wanneer moleculaire verbindingen falen en druk wordt gedwongen om de scheur tot het einde te volgen.
Als een naald buigen kan voorkomen en voldoende accuraat en gespierd wordt gegooid, zal zich een diepe spleet vormen. Zodra dat is bereikt, is er weinig weerstand om te voorkomen dat de naald passeert.
8 Glass wil een kristal zijn
Wetenschappers weten niet precies wat voor soort glas glas is. Een glasplaat is niet solide, hoewel het op die manier kan lijken. Vreemd genoeg gedraagt het zich soms tegelijkertijd als een vloeistof en een solide. Glasatomen worden op dezelfde manier gevangen als de langzaam bewegende atomen van een gel die nooit ergens komen omdat ze elkaars weg blokkeren.
In 2008 vond een doorbraak plaats toen de focus zich richtte op het patroon gevormd door glasatomen terwijl ze afkoelden. Ze vormden structuren die icosahedrons worden genoemd en die lijken op 3D-pentagons. Omdat vijfhoeken niet op een ordelijke manier kunnen worden gerangschikt, verschenen de glasatomen als een willekeurige puinhoop.
Dezelfde studie vond ook dat glas zijn best doet om een kristal te zijn. Maar om dit te laten gebeuren, moeten moleculen zich in een zeer regelmatig patroon rangschikken. De 3D-pentagonen voorkomen dat dit gebeurt. Met andere woorden, glas is niet vast of vloeibaar, heeft eigenschappen van een gel en is iets van een kristal dat de ontwikkeling heeft vertraagd.
7 Radioactieve aanwijzing tot de geboorte van de maan
Hoe onze maan werd geboren, blijft een twistpunt onder wetenschappers. Glas achtergelaten door de eerste atoomexplosie kan een theorie bewijzen dat de maan het resultaat was van een botsing tussen de aarde en een lichaam van planeetformaat ongeveer 4,5 miljard jaar geleden.
In 2017 vonden onderzoekers glas dat gesmeed was door de kernproef van 1945 in New Mexico. Trinitite genaamd, het was groen en radioactief. Door de verschillende chemische samenstellingen in het glas te meten, werd de eerste solide aanwijzing over de formatie van de maan gevonden.
De trinitiet het dichtst bij de explosiezone was leeg van vluchtige elementen, inclusief zink. Dergelijke elementen verdampen onder extreme hitte, vergelijkbaar met wat er gebeurt als een planeet zich vormt.
Tot nu toe was dit pure theorie. Maar nadat de atoombom de elementen had uitgezogen, hebben wetenschappers nu hun eerste fysieke bewijs. Trinitiet en maanmateriaal zijn vergelijkbaar genoeg met hun gebrek aan water en vluchtige elementen om aan te tonen dat deze hetzelfde op hoge temperaturen reageren, zowel op aarde als in de ruimte.
6 Exploding Glass van Prince Rupert
Ze zien eruit als tranen of kikkervisjes. Maar Prince Rupert's druppels mengen twee polaire tegenstellingen in één vorm met een haartrekker-breekbaarheid en een kracht die bestand is tegen een hamer.
Wanneer gesmolten glas in ijswater wordt gedruppeld, ontstaan de ongebruikelijke druppels. In de jaren 1600 probeerde Prins Rupert van Beieren het mysterie te achterhalen. Toen de kop van de druppelvormige kraal op een aambeeld werd gehamerd, weigerde het glas te breken.
Op het moment dat de dunne staart werd afgebroken, explodeerde de hele druppel, inclusief het hoofd, in een wolkje poeder. Koning Charles II, de oom van Rupert, gaf opdracht aan de Royal Society om dit geheim te ontrafelen, maar ze vonden geen antwoord.
In 1994 toonden hogesnelheidfoto's aan dat een gebroken staart barstte in de richting van het hoofd met meer dan 6400 kilometer per uur (4.000 mph). Bovendien ontdekten wetenschappers dat koeling achter de vreemde eigenschappen van de druppels zat.
Toen gesmolten glas het koude water raakte, koelde de buitenkant snel af. De binnenkant stolde veel langzamer, waardoor een oppervlaktespanning werd gecreëerd die strak genoeg was om een pak slaag te weerstaan. Aan de binnenkant bomt diezelfde spanning echter de druppel bij de eerste haargrensbarst.
5 Glas als radioactieve opslag
Een van de belangrijkste problemen met gevaarlijk materiaal is het opslaan van het afval - en wereldwijd is er een onvoorstelbare hoeveelheid. Containers lekken vaak en giftige vervuiling vervuilt de grond, waterbronnen en zelfs mensen.
In 2018 vond het Amerikaanse ministerie van energie een nieuwe manier om radioactief afval als glas op te slaan. In een voormalige wapenfabriek genaamd Hanford worden afvaltanks ondergronds gehouden. Onderzoekers kozen voor radioactief afval met een lage activiteit voor een testrun van het theoretisch spill-proof idee.
Het vloeibare afval werd gemengd met ingrediënten voor het maken van glas en vervolgens geleidelijk geïnjecteerd in een smelter. De 11 liter (3 gallon) afval ging de oven in en kwam na 20 uur volledig verglaasd uit. Deze eerste poging was enorm succesvol en slaagde erin om radioactief materiaal veilig in glas te omhullen. Een volledig programma zal nu de miljoenen liters giftige tanks aanpakken die onder Hanford blijven.
4 Glas zo sterk als staal
In 2015 gooide de Universiteit van Tokio een nieuw soort materiaaltransparant glas op, bijna zo macho als staal. Denk in de trant van vensters die botsingen tussen auto's of onbreekbare wijnglazen overleven.
Het enige dat gedaan moest worden, was om een manier te vinden om aluminiumoxide met glas te mengen. Wat hardheid betreft, is aluminiumoxide in de buurt van de hardheid van een diamant. Het is ook het additief dat verven en kunststoffen hard maakt.
Jarenlang mislukten alle pogingen. Het glas-aluminiumoxide-mengsel kristalliseerde op het moment dat het in een houder werd gegoten. In een innovatieve beweging mengde een nieuwe techniek ze in de lucht. Naast dat ze transparant zijn, smeedde het 50% aluminiumoxide mengsel een glas dat zo elastisch en stijf was als staal. De integriteit bleef zelfs op microscopisch niveau.
Dit opent de deur naar verbeteringen in telefoons, computers en toekomstige elektronica.
3 Glas dat zichzelf geneest
In 2017 analyseerden Japanse onderzoekers nieuwe lijmen wanneer ze per ongeluk iets fantastisch uitvonden: zelfherstellend glas. Tijdens het uitvoeren van tests merkte een wetenschapper op dat de randen samensmolten wanneer er druk werd uitgeoefend om stukjes glas te snijden. Vervolgproeven toonden aan dat het materiaal geen eenmalig wonder was.
Het magische element was een polymeer (een stof die bestaat uit vele zich herhalende eenheden), polyether-thioureum genaamd. Bij het snijden glemde het op zichzelf nadat het 30 seconden op elkaar was gedrukt. Het beste deel was dat het bij kamertemperatuur gebeurde. Meestal hebben materialen extreme hitte nodig om te smelten. Dit maakte het glas uniek onder zelfherstellende materialen. Onder hen is polyether-thioureum ook het snelst.
Ondanks dat het zo robuust is als normaal glas, is het nieuwe polymeer bestemd voor een breed scala aan toepassingen. Een suggestie was bijna onmiddellijk - de remedie voor irritante schermbreuken op de mobiele telefoon. Het medische veld bevindt zich ook in de vleugels, waar onbreekbare stoffen kunnen helpen bij reparaties in het menselijk lichaam.
2 Bot vervangen met glas
Niemand geniet van het idee om een stevig deel van je skelet te vervangen door glas. Hoe griezelig het ook klinkt, chirurgen vinden dat het de perfecte oplossing is voor gebroken botten. Vergeet het type vensterruit, het materiaal dat de geneeskunde radicaal zou kunnen veranderen, wordt bioglas genoemd. Sterker dan botten, bioglas is ook flexibel en antiseptisch.
In 2002 verving het eerste implantaat een verbrijzelde orbitale vloer. Zonder dit flinterdunne botje rolt het oog terug. In dit geval werd de man ook kleurenblind. Geen conventionele chirurgie hielp. Een plaat van bioglas werd onder het oog van de patiënt ingebracht en vrijwel onmiddellijk werd het volledige gezichtsvermogen hersteld inclusief kleurwaarneming.
Opmerkelijk is dat bioglas het immuunsysteem voor de gek houdt door het te accepteren als een deel van het lichaam. Veilig tegen afwijzing verspreidt het ionen die infecties bestrijden en genezende cellen sturen. De nieuwste versie van bioglas, die nog niet in de handel verkrijgbaar is, is meer rubberachtig maar moeilijker. Het is zo ontworpen dat vers gebroken benen kunnen lopen zonder spelden of krukken.
Om uiteindelijk te slagen waar al het andere heeft gefaald, is bioglass ontworpen om te repliceren hoe kraakbeen geneest. Omdat bioglas samensmelt met het lichaam en de hergroei stimuleert, is het wellicht de heilige graal van de kraakbeenoperatie.
1 miljard jaar opslag van gegevens
Een recent uitgevonden opslagapparaat zou de menselijke beschaving kunnen overleven. Een glazen schijf, die lijkt op een kleine CD, is een nieuw 5-D-concept dat 360 terabytes aan gegevens kan opslaan. Dit is geweldig nieuws voor opslagjunkies, aangezien elke dag het datavolume van 10 miljoen Blu-ray-schijven wordt toegevoegd aan de wereld.
Het geesteskind van onderzoekers van de Universiteit van Southampton, elke glasplaat is gemaakt met een techniek genaamd femtoseconde laser schrijven. Pulsen van een ultrasnelle laserkrabbelinformatie in drie lagen.
De gegevens zijn niet in de conventionele betekenis geschreven. In plaats van woorden kunnen enorme archieven zoals bibliotheken en musea hun records als punten opslaan. Deze nanostructuren liggen ongeveer 5 micrometer (0,005 millimeter) uit elkaar.
De driedimensionale positie van elke stip plus de grootte en oriëntatie maakt van de schijf een 5-D-apparaat. Het kan alleen worden gelezen met een speciale microscoop met een lichtfilter.Naast het koesteren van waanzinnige hoeveelheden informatie in de schoot, zijn de schijven bestand tegen 1000 graden Celsius (1.832 ° F) en duren ze waarschijnlijk ongeveer 13,8 miljard jaar.