作者马修·陈，洛杉矶加州大学 加州大学洛杉矶分校开发的一种新的、更坚硬的玻璃的电子显微镜图像，显示了纳米粒子(圆形、不规则形状)是如何偏转裂缝并迫使其分叉的
学分:加州大学洛杉矶分校制造实验室 加州大学洛杉矶分校的机械工程师和材料科学家开发了一种使用纳米粒子来增强玻璃原子结构的方法
其结果是，这种产品比现有的任何玻璃都要坚硬至少五倍
这种工艺可以生产出适用于工业应用的玻璃——例如，可以耐高温的发动机部件和工具——以及门、桌子和其他建筑和设计元素
这项研究在线发表在《高级材料》杂志上，并将被纳入未来的印刷版
作者写道，同样的方法也可以用于制造更坚硬的陶瓷，例如，可以用于更好地承受极端高温的航天器部件
在材料科学中，“韧性”衡量一种材料在不断裂的情况下可以吸收多少能量——以及可以变形多少
虽然玻璃和陶瓷可以通过化学涂层等外部处理来增强，但这些方法并不能改变材料本身易碎的事实
为了解决这个问题，加州大学洛杉矶分校的研究人员从金属的原子结构中得到启示，金属可以承受重击而不会断裂
“将玻璃和陶瓷结合在一起的化学键相当坚硬，而金属中的化学键则具有一定的弹性，”李小春说，他是加州大学洛杉矶分校萨缪利工程学院的雷神制造教授，也是这项研究的主要研究者
“在玻璃和陶瓷制品中，当冲击力足够强时，裂缝会以一条基本上笔直的路径在材料中迅速扩展
“当某物撞击金属时，其更易变形的化学键起到减震器的作用，其原子四处移动，同时仍将结构保持在一起
" 研究人员假设，通过向玻璃中注入碳化硅纳米粒子，一种类似金属的陶瓷，最终的材料将能够在失效前吸收更多的能量
他们在华氏3000度的温度下将纳米粒子添加到熔融玻璃中，这有助于确保纳米粒子均匀分散
一旦材料固化，嵌入的纳米粒子可能成为潜在裂缝的路障
当断裂发生时，微小的粒子迫使它分支成微小的网络，而不是让它走直线
这种分支使玻璃能够在断裂造成严重损坏之前从断裂中吸收更多的能量
烧结是制造玻璃的主要方法，粉末在压力下加热，然后冷却
这也是其他研究小组在之前的实验中使用的将纳米粒子分散在玻璃或陶瓷中的方法
但是在那些实验中，纳米粒子分布不均匀，最终的材料具有不均匀的韧性
加州大学洛杉矶分校的研究小组为该实验开发的玻璃块有些乳白色，而不是透明的，但李说，这个过程可以用来制造透明玻璃
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