Vědci z Pensylvánské státní univerzity vyvinuli nový typ skla nazvaný LionGlass, jehož výroba vyžaduje podstatně méně energie, a který se ve srovnání se standardním sklem vyznačuje mimořádnou odolností proti poškození. Následně podali patentovou přihlášku, čímž připravili půdu pro vstup tohoto ekologického a odolného skla na trh, informuje web StudyFinds.
„Sklo LionGlass eliminuje použití materiálů obsahujících uhlík a výrazně snižuje teplotu tání,“ vysvětluje v univerzitní zprávě profesor materiálových věd John Mauro. Na rozdíl od sodnovápenatokřemičitého skla, které při tavení uvolňuje oxid uhličitý, snižuje LionGlass díky nižším teplotám tavení spotřebu energie přibližně o 30 %.
Desetkrát odolnější sklo
Dle vědců vykazuje nové sklo mimořádně vysokou odolnost proti popraskání – údajně nejméně desetkrát vyšší ve srovnání s tradičním sklem. Hranice odolnosti skla LionGlass zatím nebyly přesně zjištěny, protože vědci dosáhli maximálního zatížení testovacího zařízení. Díky vyšší pevnosti bude možné vyrábět tenčí a lehčí výrobky s využitím menšího množství materiálu při zachování stejné úrovně odolnosti proti poškození.
„Obzvláště cenné je sklo, které je odolné především proti vzniku mikrotrhlin,“ zdůrazňuje Mauro. Vysvětlil, že odolnost proti prasklinám je jednou z nejdůležitějších vlastností, které je třeba u skla testovat, protože právě tak materiál nakonec selže. Časem se na povrchu skla vytvoří mikrotrhliny, které se stanou slabými místy. Když sklo praskne, je to v důsledku slabin způsobených existujícími mikrotrhlinami.
Mauro dále uvedl, že pevnost a trvanlivost skla LionGlass nabízí řadu aplikací, které vyžadují spolehlivost a bezpečnost skla. „Vezměte si, v čem všem se spoléháme na pevnost skla – v automobilovém a elektronickém průmyslu, architektuře a komunikačních technologiích, jako jsou optické kabely. Dokonce i ve zdravotnictví se vakcíny uchovávají v pevných, chemicky odolných skleněných obalech.“
Vědecký tým pokračuje ve zkoumání potenciálu testováním různých složení, která vystavují různým chemickým prostředím, aby porozuměli jeho reakcím. Tento výzkum poskytne informace pro budoucí aplikace a má ambice přispět k řešení globálních problémů.
Nižší emise oxidu uhličitého
Při výrobě skla se ročně na celém světě vyprodukuje nejméně 86 milionů tun oxidu uhličitého. Sodnovápenatokřemičité sklo, používané v předmětech denní potřeby od oken po skleněné nádobí, se vyrábí tavením tří základních materiálů: křemenného písku, uhličitanu sodného a vápence.
Soda je uhličitan sodný a vápenec je uhličitan vápenatý, z nichž se při tavení uvolňuje oxid uhličitý – skleníkový plyn, který zadržuje teplo. Nový typ skla slibuje snížení uhlíkové stopy na polovinu. Cílem vědeckého týmu je snaha zajistit dlouhodobě udržitelnou výrobu skla a skleněných produktů.
Většina emisí oxidu uhličitého produkovaných při výrobě skla pochází z energie potřebné k vytápění pecí na vysoké teploty potřebné pro tavení. U skla LionGlass se teploty tavení snižují přibližně o 300 až 400 °C, což vede ke zhruba 30% snížení spotřeby energie ve srovnání s běžným sklem.
„Lidé se naučili vyrábět sklo před více než 5 000 lety a od té doby mělo zásadní význam pro to, aby se moderní civilizace dostala tam, kde je dnes,“ řekl Mauro. „Nyní se nacházíme v době, kdy ho potřebujeme, abychom mohli utvářet budoucnost, protože čelíme globálním výzvám, jako jsou otázky životního prostředí, obnovitelné zdroje energie, energetická účinnost, zdravotní péče a rozvoj měst. Sklo může hrát při řešení těchto problémů zásadní roli a my jsme připraveni k tomu přispět.“