Glas til fladskærme og mobiltelefoner bliver stærkere
Samarbejde mellem verdens førende producent af specialglas og forskere fra Aalborg Universitet baner vej for mere robuste displays.
De fleste kan gennemskue, at en brosten mod en almindelig vinduesrude med stor sandsynlighed ender i højlydt klirren og splintret glas. Men mere raffinerede forhåndsvurderinger af bestemte glastypers modstandsdygtighed er en vanskelig affære, som i vidt omfang har henvist producenterne til at prøve sig frem.
I hvert fald indtil nu, hvor forskere fra Aalborg Universitets 'Glasgruppe' under Institut for Kemi, Miljø og Bioteknologi via et parløb med den amerikanske glasgigant Corning Incorporated har været i stand til at frembringe vigtig ny viden om glasmaterialers opførsel. De seneste resultater er skabt ved at fokusere på glassets hårdhed, og de har givet anledning til stor opmærksomhed og rosende omtale i flere internationale videnskabelige tidsskrifter inklusive det ansete Physics.
Speciel opbygning giver hårdt glas
- De modeller, vi har udviklet, har stor betydning for glasindustrien, fordi de gør det muligt at designe et glasmateriale med forudbestemte egenskaber ved at ændre på sammensætningen uden først at skulle producere glasset. Hidtil har det været en enorm udfordring at kvantificere hvilke strukturer, der gør et glasmateriale hårdt. Men vi har sammen med Corning udviklet modeller til forudsigelse af egenskaberne ved glas ud fra en simpel analyse af glassets struktur, fortæller den prisbelønnede ph.d.-studerende Morten Mattrup Smedskjær fra glasgruppen, som har arbejdet tæt sammen med den amerikanske partner om projektet.
Forskerne har påvist at glassets hårdhed, som også er afgørende for hvor let en mobiltelefonskærm bliver ridset, når den havner i samme lomme som et bundt nøgler, afhænger af antallet af restriktioner og frihedsgrader i glasmaterialets struktur. Jo flere restriktioner og komplekse konfigurationer der er, jo hårdere er glasset. Opdagelsen blev gjort ved at granske særlige natriumholdige borat glas-typer, som har en mere kompleks opbygning end almindeligt glas.
- Vi ændrede overfladesammensætningen i glasset, og derefter brugte vi vores ligning til at forudsige ændringen i hårdhed med stor succes, forklarer Morten Mattrup Smedskjær.
Gensidig respekt
For professor Yuanzheng Yue, som leder glasgruppen på Aalborg Universitet, er det udbytterige samarbejde med Corning Inc. et skoleeksempel på værdien i at samarbejde med virksomheder om forskning og udvikling. Glasgruppen har i forvejen gode erfaringer fra fælles projekter med virksomheder som Rockwool og Aalborg Portland, der henholdsvis får hjælp til at forbedre isoleringsmaterialers effektivitet og til at reducere CO2-udledningen ved cementproduktion.
- Corning opfandt optiske fibre til internetkommunikation, og de er blandt andet kendt for glaskeramiske kogeplader og glasoverflader til fladskærme. De satser også meget på at levere glas til skærme på mobiltelefoner, tablet-computere og andre elektroniske apparater, og de har selv en dygtig og erfaren forsknings- og udviklingsafdeling. Så de er en meget interessant samarbejdspartner for os, og vi er stolte over, at vi sammen har været i stand til at skabe resultater i verdensklasse, fortæller Yuanzheng Yue.
Ud over den seneste landvinding med bestemmelse af glassets hårdhed har parterne for nylig offentliggjort videnskabelige resultater, som giver en bedre forståelse af glassets opførsel i flydende tilstand. Corning har også haft to andre ph.d.-studerende fra Aalborg Universitet i praktikophold, og de samlede erfaringer får virksomheden til at give glasgruppen og professor Yuanzheng Yue et ovenud positivt skudsmål:
- Som industriel forsker for verdens førende specialglas-virksomhed har jeg mødt mange forskningsgrupper på forskellige universiteter rundt om i verden. Men gruppen i Aalborg skiller sig ud fra de andre. Professor Yues arbejde har ført til betydelige fremskridt i glas-videnskab og glas-teknologi. Jeg kender ingen anden gruppe i verden, som rammer så god en balance og er så succesfuld i alle aspekter af deres arbejde, fortæller Corning-forskeren John C. Mauro.
John C. Mauro roser også gruppen for, at den trods de mange flotte resultater ikke har indtaget den overlegne attitude, som ifølge den amerikanske forsker ellers er almindelig på mange universiteter.
Headhunting en positiv udfordring
Glasgruppens succesfulde samarbejde med industrien indebærer en vis erhvervsrisiko for, at dens unge forskere bliver headhuntet til faste stillinger i de virksomheder, de samarbejder med under deres ph.d.-studier. Det gør sig gældende for Morten Mattrup Smedskjær, som blandt andet har udmærket sig ved at modtage den prestigefyldte internationale Norbert J. Kreidl pris og videnskabsministerens EliteForsk-rejsestipendie. Han har for længst fået tilbudt et job hos Corning, når han er færdig med sin ph.d.-afhandling og et igangværende ophold i Singapore.
For AAU-professor Yuanzheng Yue er det en positiv udfordring, at de gode hjerner bliver spottet af samarbejdspartnerne. Det vigtigste er efter hans mening, at dygtige unge forskere bliver opmuntret til at udnytte deres talenter og gøre gavn.
- Vi lægger vægt på, at virksomhederne ikke bare bruger og ansætter vores folk, men at der også er aftaler omkring det, som inkluderer finansiering af vores forskning. Det gør de eksempelvis med ansættelse af ph.d.-studerende, og det er helt naturligt, at nogle efterfølgende bliver rekrutteret af virksomhederne. Vi kan altid håbe på, at de senere vender tilbage til gruppen, eller at de fra den nye post er en hjælp for os på anden vis, fordi vi stadig kan samarbejde, siger Yuanzheng Yue.
