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折叠玻璃 三星Z FLIP的方式原因和真相

要闻 2020-03-06 09:18:06

2020年2月11日,三星推出了全球首款可折叠玻璃手机:Galaxy Z Flip。三星宣称,它通过弯曲玻璃打破了物理定律,特别是通过“从聚合物屏幕到超薄玻璃技术的飞跃”。

三星听起来像是发明了一种新的专有玻璃形式,该公司甚至称其为三星超薄玻璃(UTG)。该公司的演讲声称:“我们已经完成了不可能的事情,并创造了可折叠的超薄玻璃。”并补充说,它“可以保护屏幕免受划伤。”

但是,正如世界在几天后看到的那样,物理学并不是那么容易被忽视。

当发现三星所谓的“飞跃”确实使用了聚合物并且毕竟很容易划伤时,玻璃专家可能会警告您接下来会发生什么。三星的防尘“纤维防护罩”立即失败了,没有通过严格的防尘测试,该公司关于玻璃的主张现已退回到荒谬的标语“坚韧而柔嫩”。

但是三星并没有在这里说谎主要的创新:Galaxy Z Flip确实是一款折叠玻璃手机。仅仅是玻璃实际上是由德国制造商Schott制造的,它的顶部有一层柔软的,可刮擦的塑料层,并且-希望-未来的折叠玻璃手机不需要这种额外的保护。

要了解原因,您可能应该首先了解玻璃如何折叠。

如果说实话,我仍然会自己把头缠住。玻璃易碎;即使您自己从未摔碎玻璃,也一定会知道它破碎时的声音。甚至很难想象如何将这种易碎的材料变成可弯曲的翻盖手机,这就是为什么当三星发现自己面临指责Galaxy Z Flip的超薄玻璃根本不是玻璃时,我并不感到惊讶的原因。

然而,据两位材料科学家以及大猩猩玻璃制造商康宁和肖特本身的代表说,折叠玻璃的物理学非常简单。简短的版本:如果将其制成足够薄的东西,几乎任何东西都可以弯曲。

“对玻璃最普遍的误解之一是,它会因为本身固有的弱点而破裂” –康宁

“我们所知道的所有非常坚硬的材料都可以弯曲到一定程度,”化学家,现领导公司超薄玻璃业务发展的化学家马修斯·迈迪拉克博士说。“如果您想到木头,则2x4不能弯曲,但是如果您将其切得很细[...]对于玻璃来说也是如此,”他在去年年底告诉我。尽管正常的窗格玻璃似乎在断裂前不会弯曲,但实际上足够薄的玻璃带可以弯曲。

当您弯曲材料,玻璃或其他材料时,您正在做的是自然地在弯曲的外部拉伸材料-甚至玻璃也有些弯曲。坦佩雷大学研究非常规形式玻璃的研究员埃尔卡·弗兰克伯格(Erkka Frankberg)说:“您可以想象每两个原子之间有一个金属弹簧,而当您将两个原子拉开时弹簧就会伸长。”

演示机弯曲了Schott较早的,柔韧性稍差的玻璃。 图片:肖特

主要问题:您只能将材料的化学键拉伸到断裂之前,这一概念称为拉伸强度。但是,如果您使用一块较薄的玻璃板,则可以在同一空间内拉伸更少的材料,减少弯曲的层数,并拉伸更少的化学键,Mydlak说。这样可以减少玻璃上的拉伸应变,让您可以在弯曲之前将其弯曲得更紧。麻省理工学院材料科学副教授Juejun Hu说,使玻璃变薄是使其弯曲的“两个主要技巧”之一,因为物理学专业的学生知道拉伸应变与厚度成线性比例。

专家说,当玻璃杯的厚度降到低于人类头发的百微米厚时,玻璃就可以弯曲到足以折叠基本折叠小配件的程度。如果您希望手机向内折叠而没有巨大的铰链间隙,那么我们说的是几十微米。想想铝箔。

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