早在物理学家理查德·费曼1959年宣称“底部有足够的空间”开启纳米技术时代之前，人们就已经在纳米层面上操纵玻璃了——通常没有意识到这一点。
几千年来，艺术家们使用玻璃是因为它的形成、感觉和处理光线的方式，而工匠们使用玻璃是因为它的稳定性、不透水性和透明性。在上个世纪，科学家们在玻璃的表征和制造方面取得了非凡的进展，导致了在建筑、交通、电子、通信和医学等不同领域的创新应用。
一种材料怎么能做这么多?
在它的核心，玻璃很简单。玻璃的主要建筑块是砂形式的二氧化硅。但是二氧化硅是一个非常仁慈的合作者，在周期性表上与朋友。事实上，玻璃研究的概述表明，科学家们向二氧化硅添加了超过50种不同的元素，以产生具有独特属性的玻璃组合物。
但是构成只是一个开始。科学家还使用广泛的技术，如辐照，表面改性和精确的温度控制，以开发具有不同颜色，形成因素，强度，柔韧性度和光处理能力的专用眼镜。
通过对玻璃的配方和制造进行微调，科学家们可以释放出几乎无限的新能力。这种巨大的多功能性促使阿尔弗雷德大学的科学家David Pye将玻璃描述为“最典型的纳米技术材料”。
纳米技术在不知不觉中，在第四世纪在意大利创造的莱克鲁克杯等美丽彩色艺术作品中发挥了核心作用。当从前面点燃时，玻璃杯子看起来有玉绿色，而是从后面点燃血红色。这种现象，困惑的科学家几个世纪，罗马工匠地下来的银色和金子颗粒导致直到它们直径50纳米的颗粒 - 小于一千分之一的表盐的大小。
©大英博物馆受托人
控制光学性质是纳米级的经典玻璃科学。元素之间的间距和键合的微小差异导致不同程度的光吸收、透射、反射和散射。这种能够微调这些特性的能力使得玻璃在光学滤光片、荧光固体和激光系统等技术中至关重要。
曾经想过是什么让一些眼镜在阳光下变黑，在室内清理？答案位于纳米级。光致变色镜片含有纳米尺寸的卤化银晶体，其电性能已通过添加铜进行改性。当暴露在光线上时，晶体内的金属银的微小斑点吸收光线，转动玻璃暗。但是，一旦去除光源，玻璃将返回到其原始无色状态。
纳米技术在不知不觉中，在第四世纪在意大利创造的莱克鲁克杯等美丽彩色艺术作品中发挥了核心作用。当从前面点燃时，玻璃杯子看起来有玉绿色，而是从后面点燃血红色。这种现象，困惑的科学家几个世纪，罗马工匠地下来的银色和金子颗粒导致直到它们直径50纳米的颗粒 - 小于一千分之一的表盐的大小。
©大英博物馆受托人
纳米技术在不知不觉中，在第四世纪在意大利创造的莱克鲁克杯等美丽彩色艺术作品中发挥了核心作用。当从前面点燃时，玻璃杯子看起来有玉绿色，而是从后面点燃血红色。这种现象，困惑的科学家几个世纪，罗马工匠地下来的银色和金子颗粒导致直到它们直径50纳米的颗粒 - 小于一千分之一的表盐的大小。
©Trustees英国博物馆
控制光学性质是纳米级的经典玻璃科学。元素之间的间距和键合的微小差异导致不同程度的光吸收、透射、反射和散射。这种能够微调这些特性的能力使得玻璃在光学滤光片、荧光固体和激光系统等技术中至关重要。
控制光学性质是纳米级的经典玻璃科学。元素之间的间距和键合的微小差异导致不同程度的光吸收、透射、反射和散射。这种能够微调这些特性的能力使得玻璃在光学滤光片、荧光固体和激光系统等技术中至关重要。
曾经想过是什么让一些眼镜在阳光下变黑，在室内清理？答案位于纳米级。光致变色镜片含有纳米尺寸的卤化银晶体，其电性能已通过添加铜进行改性。当暴露在光线上时，晶体内的金属银的微小斑点吸收光线，转动玻璃暗。但是，一旦去除光源，玻璃将返回到其原始无色状态。
曾经想过是什么让一些眼镜在阳光下变黑，在室内清理？答案位于纳米级。光致变色镜片含有纳米尺寸的卤化银晶体，其电性能已通过添加铜进行改性。当暴露在光线上时，晶体内的金属银的微小斑点吸收光线，转动玻璃暗。但是，一旦去除光源，玻璃将返回到其原始无色状态。
由康宁公司的科学家Donald Stookey发明的玻璃陶瓷是纳米技术历史上的重大发现之一。微晶玻璃的特点是耐高温和抗断裂。一种玻璃陶瓷开始是一块均匀的玻璃(铝硅酸盐、氟硅酸盐或铁硅酸盐)，然后经过一次或多次热处理，使玻璃生长出晶体。根据晶体的大小与光波长的关系，这种玻璃可以是透明的，也可以是不透明的。当玻璃陶瓷材料开始形成裂纹时，它很快遇到晶体，迫使它改变方向或引发新的裂纹。这种曲折的路径使得裂缝很难导致骨折。
由康宁公司的科学家Donald Stookey发明的玻璃陶瓷是纳米技术历史上的重大发现之一。微晶玻璃的特点是耐高温和抗断裂。一种玻璃陶瓷开始是一块均匀的玻璃(铝硅酸盐、氟硅酸盐或铁硅酸盐)，然后经过一次或多次热处理，使玻璃生长出晶体。根据晶体的大小与光波长的关系，这种玻璃可以是透明的，也可以是不透明的。当玻璃陶瓷材料开始形成裂纹时，它很快遇到晶体，迫使它改变方向或引发新的裂纹。这种曲折的路径使得裂缝很难导致骨折。
康宁从二氧化硅，氧化钠和氧化铝的专有配方制作大猩猩玻璃。但离子交换过程是其显着损坏阻力的真正关键。将玻璃置于熔盐的热浴中，在约400℃的温度下钠离子离开玻璃，而来自浴的较大的钾离子替代它们。这些钾离子占用更多空间，随着玻璃冷却而被压在一起。结果：深层压缩应力，使表面比传统玻璃更强大。大猩猩玻璃的卓越损坏阻力使其成为近30亿移动设备的封面。
康宁从二氧化硅，氧化钠和氧化铝的专有配方制作大猩猩玻璃。但离子交换过程是其显着损坏阻力的真正关键。将玻璃置于熔盐的热浴中，在约400℃的温度下钠离子离开玻璃，而来自浴的较大的钾离子替代它们。这些钾离子占用更多空间，随着玻璃冷却而被压在一起。结果：深层压缩应力，使表面比传统玻璃更强大。大猩猩玻璃的卓越损坏阻力使其成为近30亿移动设备的封面。
新的玻璃成分和纳米和微结构设计使令人兴奋的新的医疗应用成为可能。放射治疗用玻璃微球已被证明在治疗肝癌和肾癌方面非常成功。与此同时，密苏里科技大学的科学家们已经开发出硼酸盐玻璃纳米纤维，这种纤维显示出惊人的愈合皮肤伤口的能力。这种纤维可以减缓出血，对抗细菌，刺激身体的自然愈合机制。因为纤维能迅速被周围组织吸收，它们也能减少疤痕，消除清除的需要。
Mo-SCI公司，与美国陶瓷协会许可一起使用
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Mo-SCI公司，与美国陶瓷协会许可一起使用
