Grenzenloses Potential für künftige Glasinnovationen | Das "Glaszeitalter" | Innovation | Corning.com

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Glaswissenschaft

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Glaswissenschaft

Grenzenloses Potential für künftige Glasinnovationen

Grenzenloses Potential für Glasinnovationen

Richtet sich die akademische Forschung auf wirtschaftliche Anforderungen aus, ergeben sich erstaunliche Möglichkeiten

Seit jeher war die Faszination gegenüber dem Unbekannten Grundlage für Expeditionen mit Segelschiffen, Experimente und die Weltraumerkundung. Forscher, ob sie nun gen Horizont oder in ein Mikroskop schauen, entschlüsseln unermüdlich Geheimnisse und eröffnen uns neue Welten.

Nicht anders ergeht es den Glaswissenschaftlern der heutigen Zeit. Die beeindruckenden Innovationen der vergangenen Jahre treiben sie dazu an, die Komplexität dieses Werkstoffs noch tiefer zu ergründen.

Je mehr sie lernen, desto mehr Anwendungen auf der Grundlage von Glas ermöglichen sie. Mit diesen neuen Anwendungen lässt sich der Alltag besser gestalten.

Wissenschaftler sind im Begriff, mehr Erkenntnisse über Glas zu sammeln, als je zuvor.

„Für die Glasforschung ist eine sehr aufregende Zeit angebrochen“, so Dr. John Mauro von Corning Incorporated, ein weltweit anerkannter Experte im Bereich Glasgrundlagen.

„Industrielle Innovationen im Bereich anderer Werkstoffe, wie Metalle, nehmen ab. Designer entdecken allerdings immer mehr Möglichkeiten, wie Glas ihnen helfen kann, Produkte zu verbessern. Davon profitieren am Ende natürlich auch Kunden.

Diese Nachfrage ist für uns Forscher eine Herausforderung. Es gilt, immer mehr über all die verschiedenen Aspekte von Glas herauszufinden. Gleichzeitig müssen wir Nachwuchsforscher ausbilden, die zusammen mit uns Entdeckungen rund um Glas machen.“

Industrielle Innovatoren ermutigen Forschungsuniversitäten dazu, sich aufmerksamer der Wissenschaft von Glas zu widmen und Unbekanntes zu erforschen.

Mauro und drei seiner Kollegen von Corning, Charles Philip, Daniel Vaughn und Dr. Michael Pambianchi, haben jüngst eine umfassende Studie zur allgemeinen Lage der akademischen Forschung im Bereich Glaswissenschaft verfasst. Darin haben sie einige Möglichkeiten identifiziert, die das größte Potential bieten aber noch wenig erforscht sind und die, würden sie erforscht, die kommerzielle Entwicklung von neuem technischem Glas stark beschleunigen würden.

Stellen Sie sich die bemerkenswerten Durchbrüche vor, die im "Glaszeitalter" möglich sind. 

Heißes geschmolzenes Glas zu kühlen ist ein schwieriges Verfahren für Glasinnovatoren. Wird die Liquidus-Temperatur erreicht, ist die Zusammensetzung anfällig für mikroskopische Kristalle, welche die ansonsten makellose Oberfläche ruinieren können. Je höher die Liquidus-Viskosität, der Fließwiderstand der Mischung an genau dem Punkt, an dem die Liquidus-Temperatur erreicht wird, desto weniger wahrscheinlich ist die Bildung dieser Kristalle. Weitergehende Forschungsarbeiten könnten es den Forschern ermöglichen, Glaszusammensetzungen mit maximaler Liquidus-Viskosität zu schaffen und neue große Entwicklungen begünstigen. 

Wissenschaftler müssen noch viel mehr über die Glas-Relaxation herausfinden, welche bei Temperaturschwankungen auftreten kann. Für Hersteller von Unterhaltungselektronik und anderen ist das Thema von enormen Interesse. Dabei wird ein Glassubstrat während der Herstellung von hochauflösenden Display-Panels einer hohen Temperatur ausgesetzt. Ist die Glas-Relaxation zu hoch, könnten die Display-Schaltkreise bzw. die Robustheit des Abdeckglases negativ beeinträchtigt werden. Durch weitergehende Forschungsarbeiten hierzu und zu den Möglichkeiten der chemischen Kontrolle der Relaxation können Innovatoren die Rolle von Glas in alltäglichen Anwendungen stark ausweiten. 

Falls Sie schon mal Risse im Smartphone-Bildschirm hatten, dann wissen Sie, dass selbst robustes Glas brechen kann. Die Fraktographie, der Physikbereich, der sich mit Brüchen beschäftigt, kann Forschern helfen, ihr Verständnis von Glas am Bruchpunkt zu verbessern und neue Glaszusammensetzungen und Verfahren zu gestalten, um Glas noch robuster zu machen. Aktuell hat sich keine akademische Einrichtung in den USA diesem Feld verschrieben. Sollten Universitäten allerdings dieses Studienfach, Fraktographie, anbieten, hätten Absolventen gute Karrierechancen in der Glasbranche. Hersteller wiederum könnten Glas für noch anspruchsvollere Umgebungen vermarkten. 

Glas hat das Potential, als akustische oder thermische Barriere in Automobil- und Architekturanwendungen oder in neue Elektrogeräte eingesetzt zu werden. Wie kann eine Glaszusammensetzung die Art und Weise, wie Geräusche abgeblockt werden oder Hitze widerstanden wird, beeinflussen? Sind die akustischen Eigenschaften von Glas eng mit der Wärmeleitfähigkeit verbunden? Einige Bereiche werden jetzt erst untersucht. Sobald Forscher sie besser verstehen, können industrielle Designer neue Wege auskundschaften, um die neuen Gläser in der Praxis zu verwenden.

Glasoberflächen bieten neuen, modernen Anwendungen viele Möglichkeiten. Glas mit oleophobischen Eigenschaften kann z.B. angefasst werden, ohne dass Fingerabdrücke hinterlassen werden. Eine wasserabweisende Beschichtung könnte extremen Feuchtigkeitsschutz bieten. Oder wie wäre es mit einer Glasoberfläche, die selbst bei hellem Licht nicht blendet oder reflektiert? 

Glasoberflächen bieten neuen, modernen Anwendungen viele Möglichkeiten. Glas mit oleophobischen Eigenschaften kann z.B. angefasst werden, ohne dass Fingerabdrücke hinterlassen werden. Eine wasserabweisende Beschichtung könnte extremen Feuchtigkeitsschutz bieten. Oder wie wäre es mit einer Glasoberfläche, die selbst bei hellem Licht nicht blendet oder reflektiert? 

Für junge Forscher seien die Chancen, neue Entdeckungen zu machen, laut Mauro grenzenlos. 

„Wir entdecken wirklich jeden Tag neue Dinge. Zudem arbeiten wir mit brillanten Wissenschaftlern aus verschiedenen Disziplinen, wie der Werkstoffkunde, Physik, Chemie, Geologie, Technik und Mathematik, zusammen. Wir schließen uns zusammen, um Probleme mit Glas zu lösen und die Welt schlussendlich besser zu machen.“ 

 „Gibt es eine aufregendere Tätigkeit?“

Diese Chancen sind sehr verlockend für Glaswissenschaftler. Der Zusammenschluss von Wissenschaftlern und der Industrie ist zentral, damit Entdeckungen mit den Anforderungen der Wirtschaft mithalten können.