211service.com
In het Far-out Glass Lab
Een belangrijk ingrediënt in flexibele en lichtgewicht apparaten van de toekomst krijgt vorm in het onderzoekscentrum van Corning op het platteland van New York. 2 februari 2017
Op het hoofdkantoor van Corning in de staat New York werken drie mensen in omvangrijke maskers en zilverachtige, ruimtepakachtige uitrusting in de onderzoeksovens. Ze bewegen gracieus en in harmonie. Om een oven van 1600 °C onder ogen te zien, moeten ze een gloeiende smeltkroes van gesmolten glas pakken, het materiaal uitgieten en het vormgeven voordat het hard wordt. De handschoen van een werknemer begint te roken; hij lijkt er geen aandacht aan te schenken.
Ze doen een ballet, zegt Adam Ellison, een materiaalwetenschapper bij het bedrijf, terwijl hij naar de ovenarbeiders kijkt terwijl het glas zwavelachtige hitte in de omringende lucht dumpt. Het is bloedheet, het glas wordt heel snel stijf en je kunt er maar een paar minuten mee werken, zegt hij. Ellison zou het weten - hij hielp bij het ontwikkelen van het materiaal dat ze gieten, dat Gorilla Glass heet en op veel smartphones wordt aangetroffen omdat het sterk, dun en licht van gewicht is.
Dit verhaal maakte deel uit van ons nummer van maart 2017
- Zie de rest van het nummer
- Abonneren
Deze onderzoekers helpen Corning om te onderzoeken hoeveel verder het de eigenschappen van glas kan pushen. Als het bedrijf glas zou kunnen maken dat moeilijk te krassen en te breken is, maar ook buigzaam, zou het hele nieuwe productcategorieën kunnen openen: mobiele telefoons en tablets die opvouwen of rollen, bijvoorbeeld. Dun, flexibel glas kan ook ronde oppervlakken, zoals auto-interieurs, veranderen in touchscreen-displays.
Het onderzoeksteam van de smelter bereidt ongeveer acht tot twaalf experimentele gietbeurten per dag voor en levert monsters voor bedrijfswetenschappers. De wetenschappers willen weten wat er gebeurt als ze iets nieuws proberen, zoals het smelten van glas op een andere temperatuur. Het team test ook verschillende productiemethoden om te zien hoe deze de glaseigenschappen beïnvloeden.
Potentiële nieuwe producten zijn onderhevig aan elk soort misbruik dat Corning-ingenieurs kunnen bedenken en kwantificeren. Eén machine buigt herhaaldelijk een dun stuk glas om te zien hoe lang het het volhoudt; een andere machine buigt glas in tweeën totdat het breekt met een trommelvliesschokkende knal. Specialisten in fractografie - de wetenschap van hoe en waarom materialen zoals glasbreuk - gebruiken aangepaste machines om de druk te meten die nodig is om glas te breken. Met microscopen bestuderen onderzoekers de mechanische berichten in het resulterende scheurpatroon. Glas dat sterker is, zal breken met een groot aantal scheuren; zwakker glas barst slechts op enkele plaatsen. Materialen die de test doorstaan, kunnen vervolgens worden gemaakt in dummies voor mobiele telefoons en herhaaldelijk vanaf heuphoogte op cement, grind en andere oppervlakken vallen.
Potentiële producten zijn onderhevig aan elk soort misbruik dat ingenieurs kunnen bedenken en kwantificeren.
Het meeste onderzoek van het bedrijf is gericht op nieuwe productieprocessen en geleidelijke verbeteringen van bestaande producten zoals Gorilla Glass. Maar wetenschappers kunnen ook spelen. Een van Ellisons recente projecten was bijvoorbeeld om te proberen het glas opnieuw te maken dat werd gebruikt om de Romeinse Lycurgus-beker uit de vierde eeuw te maken. De beker is cranberryrood van achteren verlicht en jadegroen van voren verlicht.
Ellison laat duizelig een monster van zijn op Lycurgus geïnspireerde glas zien en houdt het tegen een raam om het effect te demonstreren. Nu weet ik tot in detail waarom het dit doet, zegt hij. Omdat hij echter niet weet wat voor nut zo'n glas vandaag of in de toekomst kan hebben, zal het recept voor een toekomstige medewerker op de plank liggen.
Ovenarbeiders bij de onderzoekssmelters van Corning, die in teams werken, dragen zilverkleurige konijntjespakken bij het openen van een oven van 1600 °C waar experimenteel glas wordt gesmolten.
Werknemers gieten de inhoud van een smeltkroes van gesmolten glas op een metalen tafel.
Een arbeider gebruikt een schaar om het glas in een puck te vormen die wetenschappers kunnen bestuderen. Het glas wordt snel stijf en begint van kleur te veranderen als het afkoelt.
De Romeinse Lycurgus Cup uit de vierde eeuw.
Nieuw glas dat de test doorstaat, wordt getest in een miniatuurversie van de productielijn van het bedrijf. Glas voor displays en mobiele telefoons wordt gemaakt in metersbrede platen; door dit proces wordt het testglas enkele centimeters breed.
Onder een polariserende lens duiden gekleurde strepen op mechanische spanning in een puck van experimenteel glas. Het kleurenspel in dit monster suggereert dat het gemakkelijk zal breken en dat onderzoekers de verwerkingsomstandigheden moeten veranderen.
Deze machine buigt een stuk flexibel glas om te bepalen hoeveel spanning het kan hebben voordat het breekt. Onderzoekers kunnen dan het patroon van de breuk bestuderen om te leren hoe ze het glas veerkrachtiger kunnen maken.
Corning ontwikkelt ook nieuwe processen voor het hanteren van glas, wat apparaatmakers kan helpen bij het maken van aangepaste stukken voor nieuwe modellen elektronica.
Deze ultradunne glazen spiraal is gesneden met een nieuw laserbewerkingsproces.