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Top 10 increíbles hazañas y hechos sobre el vidrio
Hay más extrañeza y habilidad relacionada con esa ventana de la oficina de lo que la mayoría de las personas le dan crédito. Pero entreguen vidrio ordinario a los monjes y científicos de Shaolin, y las cosas se vuelven realmente extrañas.
Desde destrezas de desempeño desconcertantes hasta aleaciones locas, el vidrio no es tan simple o débil como parece. La investigación ahora puede explicar viejos misterios y crear tecnología avanzada, pero lo más sorprendente es lo que el vidrio forjado en el laboratorio puede hacer, curarse a sí mismo e incluso sobrevivir a la civilización humana.
10 Sendero de cristal del cráter perdido
Hace aproximadamente 800,000 años, un fuerte meteoro se estrelló contra la Tierra. La roca medía 20 kilómetros (12 millas) de ancho y, después del impacto, arrojó escombros vítreos a la atmósfera. Esta lluvia llovió sobre un área de 22,500 kilómetros cuadrados (8,700 mi). A pesar de esta enorme huella de vidrio en Australia y Asia, el cráter nunca se ha descubierto.
En 2018, más cuentas de vidrio aparecieron en la Antártida. Con cada uno del ancho de un cabello humano, pronto se identificaron como parte de los restos del misterioso meteoro. Llamadas microtektitas, su composición química atrajo la atención de los científicos.
Los bajos niveles de sodio y potasio mostraron que las cuentas eran probablemente la franja más alejada del cráter esquivo. El sodio y el potasio se filtran bajo temperaturas extremas, y los desechos calientes también se dispersan más lejos de un impacto.
Cuando se compararon las microtektitas antárticas con las de Australia, estas últimas tenían niveles más altos de sodio y potasio y, en teoría, estaban un paso más cerca del cráter. Siguiendo esta fórmula, pasando de caliente a más frío, los investigadores esperan encontrar el cráter en algún lugar de Vietnam. Si es correcto, entonces las cuentas de la Antártida viajaron a una distancia increíble, unos 11,000 kilómetros (6,800 mi).
9 El truco de la aguja de Shaolin
Los monjes Shaolin son conocidos por sus impresionantes exhibiciones de artes marciales ágiles. Pero recientemente, un hombre hizo algo realmente inusual. Feng Fei lanzó una aguja a través de un panel de vidrio, sin romper el vidrio.
El monje arrojó la aguja con tal fuerza que hizo estallar un globo en el otro lado. Para todos los efectos, debería haber roto todo el panel. Cuando se vio el truco ultrarrápido en cámara lenta, parecía que la punta de la aguja perforaba el vidrio con algunos tiros. En otras ocasiones, parecía que la aguja simplemente rompía el cristal y hacía estallar el globo con pequeños fragmentos liberados del otro lado. Ambos siguen siendo una hazaña increíble.
La respuesta se reduce a cómo se rompe el vidrio a nivel molecular. El vidrio es duro. Sus moléculas están conectadas en una red que comparte (y por lo tanto debilita) cualquier presión en su contra. Si presionas la punta de un dedo contra un panel, toda la ventana se resistirá. Las grietas ocurren cuando los enlaces moleculares fallan y la presión se ve obligada a seguir la grieta hasta su final.
Si una aguja puede evitar doblarse y se lanza con suficiente precisión y músculo, se formará una grieta profunda. Una vez que se logre eso, habrá poca resistencia para detener el paso de la aguja.
8 vidrio quiere ser un cristal
Los científicos no están seguros de qué tipo de materia es el vidrio. Una lámina de vidrio no es sólida aunque pueda parecer así. Curiosamente, a veces se comporta como un líquido y un sólido al mismo tiempo. Los átomos de vidrio se atrapan de la misma manera que los átomos de un gel de movimiento lento que nunca llegan a ningún lado porque se bloquean entre sí.
En 2008, se produjo un gran avance cuando el foco giró sobre el patrón formado por los átomos de vidrio a medida que se enfriaban. Formaron estructuras llamadas icosaedros, que se parecen a pentágonos en 3D. Como los pentágonos no se pueden organizar de manera ordenada, los átomos de vidrio aparecieron como un desastre aleatorio.
El mismo estudio también encontró que el vidrio trata de ser un cristal. Pero para que esto ocurra, las moléculas deben organizarse en un patrón altamente regular. Los pentágonos 3-D evitan que esto suceda. En otras palabras, el vidrio no es sólido ni líquido, tiene las propiedades de un gel y es algo así como un cristal que tiene un desarrollo detenido.
7 pista radioactiva para el nacimiento de la luna
Cómo nació nuestra Luna sigue siendo un hueso de discusión entre los científicos. El vidrio dejado por la primera explosión atómica puede probar una teoría de que la Luna resultó de una colisión entre la Tierra y un cuerpo del tamaño de un planeta hace unos 4.500 millones de años.
En 2017, los investigadores encontraron vidrio forjado por la prueba nuclear de 1945 en Nuevo México. Llamado trinitita, era verde y radioactivo. Al medir las diferentes composiciones químicas en el vidrio, se encontró la primera pista sólida sobre la formación de la Luna.
El trinitito más cercano a la zona de explosión estaba vacío de elementos volátiles, incluido el zinc. Tales elementos se vaporizan bajo un calor extremo, similar a lo que sucede cuando se forma un planeta.
Hasta ahora, esto era pura teoría. Pero después de que la bomba nuclear absorbió los elementos, los científicos ahora tienen su primera evidencia física. El trinitite y el material lunar son lo suficientemente similares con su falta de agua y elementos volátiles para probar que estos últimos reaccionan de la misma manera a altas temperaturas, ya sea en la Tierra o en el espacio.
6 El cristal que explota del príncipe Rupert
Se ven como lágrimas o renacuajos. Pero las gotas del Príncipe Rupert combinan dos polos opuestos en una sola forma con una fragilidad disparadora de cabello y una fuerza que puede soportar un martillo.
Cuando el vidrio fundido se gotea en agua helada, se crean las gotas inusuales. En la década de 1600, el príncipe Rupert de Baviera trató de descubrir el misterio. Cuando la cabeza de la cuenta en forma de lágrima fue golpeada sobre un yunque, el vidrio se negó a romperse.
Sin embargo, en el momento en que se rompió la delgada cola, la gota completa, incluida la cabeza, explotó en una nube de polvo. El rey Carlos II, el tío de Rupert, ordenó a la Royal Society desentrañar este secreto, pero no encontraron respuesta.
En 1994, las fotografías de alta velocidad mostraron que una cola rota envió grietas hacia la cabeza a más de 6,400 kilómetros por hora (4,000 mph). Además, los científicos descubrieron que el enfriamiento estaba detrás de las extrañas cualidades de las gotas.
Cuando el vidrio fundido golpeó el agua fría, el exterior se enfrió rápidamente. El interior se solidificó mucho más lentamente, lo que creó una tensión superficial lo suficientemente apretada como para soportar una paliza. Sin embargo, en el interior, esa misma tensión bombardea la caída en la primera grieta del cabello.
5 vidrios como almacenamiento radiactivo
Uno de los principales problemas con el material peligroso es el almacenamiento de los desechos y, a nivel mundial, existe una cantidad inimaginable. A menudo, los contenedores tienen fugas y los derrames tóxicos contaminan el suelo, las fuentes de agua e incluso las personas.
En 2018, el Departamento de Energía de EE. UU. Encontró una forma novedosa de almacenar desechos radioactivos como vidrio. En una antigua fábrica de armas llamada Hanford, los tanques de desechos se guardan bajo tierra. Los investigadores eligieron la basura radiactiva de baja actividad para una prueba de la idea teórica a prueba de derrames.
Los residuos líquidos se mezclaron con ingredientes de fabricación de vidrio y luego se inyectaron gradualmente en un fundidor. Los 11 litros (3 gal) de residuos se introdujeron en el horno y, después de 20 horas, salieron completamente vitrificados. Este primer intento fue muy exitoso y logró encapsular de manera segura el material radioactivo dentro del vidrio. Un programa a gran escala ahora abordará los millones de galones de tanques tóxicos que permanecen debajo de Hanford.
4 vasos tan resistentes como el acero
En 2015, la Universidad de Tokio preparó un novedoso tipo de vidrio transparente casi tan macho como el acero. Piense a lo largo de las líneas de ventanas que sobreviven a las colisiones de automóviles o copas de vino irrompibles.
Todo lo que tenía que hacer era encontrar una manera de mezclar alúmina con vidrio. En cuanto a la dureza, la alúmina está cerca de la dureza de un diamante. También es el aditivo que hace que las pinturas y los plásticos sean duros.
Durante años, todos los intentos fracasaron. La mezcla de vidrio y alúmina cristalizó en el momento en que se vertió en cualquier recipiente. En un movimiento innovador, una nueva técnica los mezclaba en el aire. Además de ser transparente, la mezcla de alúmina al 50 por ciento forjó un vidrio tan elástico y rígido como el acero. La integridad se mantuvo incluso a nivel microscópico.
Esto abre la puerta a los avances en teléfonos, computadoras y futuros productos electrónicos.
3 Vaso que se cura
En 2017, los investigadores japoneses estaban analizando nuevos adhesivos cuando inventaron accidentalmente algo fantástico: el vidrio de reparación automática. Durante las pruebas de ejecución, un científico notó que los bordes se fusionaban cuando se aplicaba presión para cortar piezas de vidrio. Las pruebas de seguimiento mostraron que el material no era una maravilla de una sola vez.
El elemento mágico era un polímero (una sustancia que consiste en muchas unidades repetitivas) llamada poliéter-tiourea. Cuando se cortó, se pegó a sí mismo después de presionarlo durante 30 segundos. La mejor parte fue que sucedió a temperatura ambiente. Por lo general, los materiales necesitan calor extremo para fundirse. Esto hizo que el vidrio fuera único entre los materiales de autocuración. Entre ellos, la poliéter-tiourea también es la más rápida.
A pesar de ser tan robusto como el vidrio normal, el nuevo polímero está destinado a una amplia variedad de aplicaciones. Una sugerencia fue casi inmediata: la cura de las molestas grietas en la pantalla del teléfono móvil. El campo médico también está en las alas, donde las sustancias inastillables pueden ayudar con las reparaciones dentro del cuerpo humano.
2 Reemplazo de huesos con vidrio
A nadie le agrada la idea de reemplazar una parte sólida de su esqueleto con vidrio. Por extraño que parezca, los cirujanos consideran que es la solución perfecta para los huesos rotos. Olvídese del tipo de panel de ventana, el material que podría revolucionar la medicina se llama bioglass. Más fuerte que el hueso, el bioglass también es flexible y antiséptico.
En 2002, el primer implante reemplazó un piso orbital roto. Sin este hueso tan delgado como una oblea, el ojo retrocede. En este caso, el hombre también se volvió ciego al color. Ninguna cirugía convencional ayudó. Se insertó una placa de bioglass debajo del ojo del paciente y, casi de inmediato, se recuperó la visión completa, incluida la percepción del color.
Sorprendentemente, el bioglass engaña al sistema inmunológico para que lo acepte como parte del cuerpo. A salvo del rechazo, propaga iones que combaten las infecciones y dirige las células curativas. La última versión de bioglass, que aún no está disponible comercialmente, es más gomosa pero más resistente. Ha sido diseñado para permitir que las piernas recién rotas caminen sin alfileres o muletas.
Además, para finalmente tener éxito donde todo lo demás ha fallado, bioglass está diseñado para replicar cómo se cura el cartílago. Dado que el bioglass se fusiona con el cuerpo y estimula el recrecimiento, podría ser el santo grial de la cirugía de cartílago.
Almacenamiento de datos de 1 billón de años
Un dispositivo de almacenamiento recientemente inventado podría durar más que la civilización humana. Un disco de vidrio, parecido a un pequeño CD, es un nuevo concepto 5-D capaz de almacenar 360 terabytes de datos. Esta es una gran noticia para los adictos al almacenamiento, ya que cada día se agregan al mundo datos equivalentes a 10 millones de discos Blu-ray.
Una creación de investigadores de la Universidad de Southampton, cada placa de vidrio se crea con una técnica llamada escritura por láser de femtosegundo. Pulsos de un láser ultrarrápido garabatos de información en tres capas.
Los datos no están escritos en el sentido convencional. En lugar de palabras, los archivos masivos como bibliotecas y museos pueden almacenar sus registros como puntos. Estas nanoestructuras están separadas por unos 5 micrómetros (0,005 milímetros).
La posición tridimensional de cada punto más su tamaño y orientación hace que el disco sea un dispositivo 5-D. Solo se puede leer utilizando un microscopio especial con un filtro de luz.Además de llevar enormes cantidades de información a su seno, los discos pueden resistir 1,000 grados Celsius (1,832 ° F) y probablemente durar aproximadamente 13.8 billones de años.