发明一种能够自我处理辐射的新型玻璃：ScienceAlert

科学家们成功地制造出了一种在被伽马射线损坏后可以自我组装的玻璃。

研究人员观察到，随着时间的推移，在室温下，具有伽马射线诱导缺陷的硫族化物玻璃薄膜逐渐变得完整，恢复到结构完整性的状态，无需任何进一步的干预。

这项发现是由美国阿尔弗雷德大学的工程师 Myungko Kang 领导的，它揭示了一种可能在伽马辐射不断流动的太空环境或抗辐射传感器可能发挥重大作用的放射性设施等地方真正有用的材料。 。

“人们越来越多地寻求具有与锗等晶体相似的光学透明度的玻璃，并且其成分和特性可以针对可以使用锗的应用进行定制。” 物理学家凯瑟琳·理查森说 来自中佛罗里达大学。

“这些玻璃在系统中的使用越来越多，社区正在寻找以前使用的一些晶体解决方案的替代品。”

即使在最好的情况下，玻璃也是一种非常奇怪的材料，但它在很多方面都非常有用。 硫系玻璃 – 矿物元素（包括硫、硒、碲或钋）与光相互作用，使其可用于光学器件，尤其是红外传感领域。

康和他的同事正在制造这种用于卫星电路的玻璃，使用精确混合的硫、锗和锑。

“这些眼镜可以防止氧气进入，这就是它们对红外线的特殊之处。” 理查森说“这些元素由元素周期表最右边的元素组成。当这些元素结合在一起时，它们会形成对红外光非常透明的材料，但原子很大，键很弱。”

这些玻璃必须在工作条件下承受的压力下进行测试，太空环境的压力之一是伽马辐射。

我们在地球上不会暴露于太空伽马射线，因为我们的大气层起到了非常有效的屏蔽作用，但某些元素同位素的放射性衰变会产生伽马辐射。

为了将样品暴露在高能光下，研究人员将样品放入动力散热器中 钴60它是放射性钴的合成形式。这种曝光通过扭曲原子之间的弱键而在玻璃中产生了微观缺陷。

然后将玻璃放置在室温下，30天后，玻璃就恢复了。

“因为它们是大原子和弱键，随着时间的推移，这些键可以放松并从这种扭曲的排列中重塑自身，从而愈合。” 理查森说。

“因此，自愈玻璃的概念是，当我们的实验暴露于高能辐射时，这些键会变形或断裂。随着时间的推移，室温足以治愈这些键，因此结构可以自我修复。”

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这里的潜力非常有趣。例如，玻璃或其未来形式之一可能有一天会在恶劣环境中用作耐用、可逆的辐射传感器。

该团队希望进一步开发这种玻璃，并以此为起点来制造具有相同自愈能力的其他类型的玻璃。

“未来，我的新研究小组的目标是结合原位显微和光学测量方法开发新型辐射诱导陶瓷，作为实现超快轻型光学平台的途径。” 康说。

“我在硫族化物陶瓷辐射效应统一主题下的研究取得了非常有影响力的结果。”

该研究发表于 材料研究会会刊。