O herói por trás: Por que o vidro de cobertura pode surpreendê-lo

Aqui está o que percebi no novo dia: gastamos muito dinheiro em telefones, tablets ou TVs, mas a parte em que tocamos-a parte que sofre todo o abuso-quase não recebe atenção.

 

Aquele vidro na frente? Não é só

um pedaço de material de janela. É provavelmente o componente mais projetado em que você nunca pensará.

Uma rápida verificação da realidade

Pegue seu telefone agora mesmo. Olhe para isso. Esse copo sobreviveu a quedas, chaves no bolso,-quedas viradas para baixo em-sabe-se{4}}qual superfície e milhares de golpes gordurosos com os dedos. E ainda está lá, ainda claro, ainda funcionando.

 

Isso não é sorte. Isso é química.

 

A coisa da força

A maioria das pessoas pensa que o vidro quebra porque é “frágil”. Isso não está certo. O vidro quebra devido a pequenas falhas superficiais-rachaduras microscópicas que você nem consegue ver. Sob estresse, essas rachaduras se espalham. Foto.

 

A tampa de vidro corrige isso por meio de um truque chamado troca iônica. Você pega o copo, mergulha-o em um banho quente de sal de potássio, e os íons de potássio (que são grandes) trocam de lugar com os íons de sódio (que são pequenos) próximos à superfície. Os íons grandes se amontoam, criam compressão e literalmente comprimem essas micro-fissuras.

 

Resultado? Uma superfície que revida quando você tenta quebrá-la.

 

Os nerds da indústria chamam isso de “endurecimento de casos”. Todo mundo chama isso de “como minha tela sobreviveu àquela queda”.

 

A coisa do arranhão

Arranhões são uma fera diferente. Não se trata de compressão-mas de dureza.

 

Aqui está o que as pessoas erram: dureza não é o mesmo que força. Você pode ter um vidro que seja incrivelmente duro (resiste a arranhões), mas quebradiço (quebra facilmente). Ou vidro que é resistente (dobra antes de quebrar), mas macio (arranhões se você olhar errado).

A cobertura de vidro moderna tenta equilibrar ambos. As novidades da Corning, AGC e Schott-estão aprimorando a química para obter dureza sem sacrificar o desempenho de queda. É uma troca-constante.

 

A coisa da sensação

Este é sutil, mas enorme.

 

Já usou um tablet barato e sentiu que seu dedo estava arrastando? Como se a tela tivesse atrito? Essa é a física da energia superficial. O vidro puro tem alta energia superficial-ele quer aderir às coisas, inclusive à oleosidade da pele.

 

Uma boa cobertura de vidro tem um revestimento-geralmente um fluoropolímero, da mesma família do Teflon-que quebra a energia da superfície. Seu dedo desliza em vez de ficar preso. O óleo forma gotas em vez de manchar.

 

Aquela “sensação premium” de que todos falam? Esse não é o vidro. Esse é o revestimento.

 

A coisa óptica

Aqui está um número: o vidro não tratado reflete cerca de 4% da luz em cada superfície. Duas superfícies? 8% desapareceram. Em um dia claro, esse reflexo esconde sua tela.

 

Revestimentos anti{0}}reflexos corrigem isso criando interferência destrutiva-basicamente, cancelando a luz refletida. A física envolve empilhar camadas com diferentes índices de refração, cada uma com a espessura exata.

 

Bem feito, a reflexão cai abaixo de 1%. A tela parece impressa na superfície, em vez de enterrada atrás de um vidro.

O problema da durabilidade que ninguém menciona

 

Aqui está o que mantém os engenheiros acordados à noite: todas essas melhorias-resistência, dureza, revestimentos-eles lutam entre si.

 

O fortalecimento químico que torna o vidro forte? Altera a superfície, dificulta a adesão do revestimento. Os revestimentos que dão uma ótima sensação e matam os reflexos? Desgaste com o tempo se não for feito corretamente. A dureza que resiste a arranhões? Muitas vezes vem com fragilidade.

 

Equilibrar tudo isso-essa é a parte difícil.

 

As coisas do futuro

Algumas coisas descendo pelo cano:

Vidro auto-reparável não é mais ficção-científica. Não para rachaduras profundas, mas para micro-abrasões-os pequenos arranhões que se acumulam ao longo dos anos. Alguns grupos de pesquisa possuem revestimentos que fluem e reparam à temperatura ambiente.

 

A funcionalidade incorporada já está aqui nos laboratórios. Vidro com sensores integrados, para que a própria cobertura de vidro se torne parte do sistema de toque em vez de apenas protegê-lo.

 

Mais fino e mais forte continua. UTG (vidro ultra-fino) para dobráveis ​​está em 30 mícrons agora. 15 mícrons está chegando. Eventualmente teremos um vidro que se dobra como o plástico, mas parece vidro.

 

Melhor reciclagem porque os reguladores estão pressionando. Vidros especiais são difíceis de reciclar-com uma química diferente da do vidro de garrafa. A indústria está descobrindo como recuperar e reutilizar sem fazer downcycling.