Auszeichnung für wegweisende Erkenntnisse zum Thema Glasfestigkeit

Unsere Alltagserfahrung sagt uns, dass Glas zerbrechlich ist. Kein Wunder, denn bei dem Werkstoff handelt es sich um ein "Sprödbruchmaterial", das quasi ohne Vorankündigung bricht. Neue Glasmaterialien mit größerer praktischer Festigkeit sind jedoch entscheidend für die großen globalen Herausforderungen im Bereich Energie, Medizin und Kommunikation. So sind etwa dünne, biegbare Glassubstrate unabdingbar für die Entwicklung flexibler Displays, die Rolle-zu-Rolle-Fertigung bedruckbarer Elektronik, für die nächsten Generation von Touchscreen-Geräten und die Verkapselung organischer Halbleiter.

"Flexible, leichte und hochfeste Gläser könnten in den nächsten Jahren zu einer wahren Technologie- und Produktrevolution führen", erklärt Dr. Roland Langfeld, Research Fellow des Technologiekonzerns SCHOTT. Die Physik setzt dem Material Glas jedoch derzeit noch Grenzen. Diese zu erforschen und zu verschieben haben sich drei Glasforscher von drei Kontinenten zur Aufgabe gemacht: Dr. Sheldon Wiederhorn (National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg) aus den USA, Professor Satoshi Yoshida (University of Shiga Perfecture, Hikone) aus Japan sowie Dr. Jean-Pierre Guin von der Université de Rennes, Frankreich.

Für ihre wegweisenden Arbeiten auf dem Gebiet der Festigkeit von Glas wurden sie beim Kongress der Society of Glass Technology im britischen Sheffield mit dem 14. Otto-Schott-Forschungspreis ausgezeichnet. "Während Risse trennen, haben Teams aus den USA, Japan und Frankreich viele Jahre Ideen und Ergebnisse ausgetauscht. Es gibt in der Grundlagenforschung, experimentell und theoretisch noch viel zum Thema Rissentstehung bei zerbrechlichen Materialien zu erarbeiten. Ich hoffe, dass der Preis stimulierend wirkt und die Forschungsaktivitäten auf diesem faszinierenden Feld intensiviert", so Kuratoriumsmitglied des Ernst-Abbe-Fonds und Laudator Professor Tanguy Rouxel bei der Preisverleihung.

Glas lässt sich gegenüber Metallen oder Kunststoffen nur minimal biegen oder dehnen, bis es bricht. Doch wie kommt es dazu? An Glasoberflächen existieren im "Normalzustand" bereits mikroskopisch kleine Risse. Bei einer kritischen Zugspannung setzen sich diese an ihren Spitzen schlagartig ins Glasinnere fort und führen zum Zerbrechen. Dies wissenschaftlich zu analysieren und daraus Schlüsse zu ziehen, steht im Mittelpunkt der Forschung des renommierten US-Glaswissenschaftler Dr. Sheldon Wiederhorn. Für seine wegweisende Arbeit und seine zahlreichen Beiträge, ein grundlegendes Verständnis des für die Festigkeit verantwortlichen Risswachstums in Gläsern zu entwickeln, erhielt er den Otto-SCHOTT-Forschungspreis. "Seine Arbeiten haben das wissenschaftliche Verständnis zur Festigkeit von Glas, zu den entsprechenden Messmethoden und zur Vorhersage der mechanischen Eigenschaften von Spezialglas maßgeblich geprägt", würdigte Professor Tanguy Rouxel in seiner Laudatio die Verdienste Wiederhorns. Wiederhorn startete seine wissenschaftliche Karriere 1956 an der Columbia University mit dem Bachelor of Science in Verfahrenstechnik (Chemical Engineering), erhielt seinen Master of Science (MS) in 1958 an der University University of Illinois, wo er 1960 auch promovierte. Der mehrfach ausgezeichnete Wissenschaftler bekleidete zahlreiche Leitungsfunktionen beim US-amerikanischen National Institute of Standards and Technology (NIST), Gaithersburg, ist Fellow des NIST sowie der American Ceramic Society und seit 2010 Mitglied der World Academy of Ceramics. Auf praktischer Ebene bildete seine technologische Pionierarbeit die Basis, um beispielsweise die Zuverlässigkeit von Glasfenstern in Flugzeugen und Raumfahrzeugen und dazugehörende Anwendungen zu gewährleisten.

Auch die prämierten Wissenschaftler aus Japan und Frankreich befassen sich mit den besonderen mechanischen Eigenschaften von Glas. Für seine hervorragende Forschung auf dem Gebiet des elastischen Verhaltens von Glasoberflächen unter mechanischer Belastung, deren Rolle in der Rissentstehung sowie anderen die Festigkeit beeinflussenden Defekten wurde Professor Satoshi Yoshida von der University of Shiga Prefecture, Hikone (Japan) geehrt. Jean-Pierre Guin, University de Rennes (Frankreich) erhielt den Otto-Schott-Forschungspreis für seine Arbeiten auf dem Gebiet der nanoskaligen Aspekte der Rissentstehung und Rissbildung in Glas sowie die Untersuchung der Struktur-Eigenschaftsbeziehungen von mechanischen Eigenschaften in Gläsern wie Härte, Festigkeit und Kratzbeständigkeit.

"Glas hat eine enorme innere Festigkeit, heutige Glasprodukte nutzen allerdings kaum ein Prozent dieses Potenzials. Wir möchten mehr davon nutzbar machen. Wer die Zusammenhänge versteht, findet auch den Weg zu neuen Lösungswegen. Das Networking und die Kooperation mit Universitäten und Instituten leisten dabei einen wichtigen Beitrag, dem Ziel eines festeren Glases näher zu kommen", so Dr. Roland Langfeld.

Der Otto-Schott-Forschungspreiswird seit 1991 - und damit seit 25 Jahren - durch den Ernst-Abbe-Fond vergeben. Der Preis trägt den Namen des Begründers der modernen Glaswissenschaften, Otto Schott, und würdigt hervorragende Leistungen in Grundlagenforschung und Technologieentwicklung im Bereich Glas- und Glaskeramik u.a. für die Anwendungsfelder Optik und Elektronik, erneuerbare Energien und Gesundheit.

Der Preis soll die Zusammenarbeit zwischen Wissenschaft und Industrie fördern. Prämiert wurden in Anerkennung ihrer besonderen Leistungen Einzelpersonen als auch kleine Teams. Zu den Preisträgern zählen Physiker und Chemiker aus China, Deutschland, Frankreich, Großbritannien, Japan, den Niederlanden sowie den USA.

Quelle: SCHOTT AG