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À l'intérieur du laboratoire de verre lointain
Un ingrédient clé des appareils flexibles et légers du futur prend forme au centre de recherche de Corning dans la campagne de New York. 2 février 2017
Au siège de Corning dans le nord de l'État de New York, trois personnes portant des masques volumineux et des équipements argentés ressemblant à des combinaisons spatiales travaillent dans les fours de recherche. Ils se déplacent avec grâce et en harmonie. Ils doivent, pour faire face à un four à 1 600 °C, saisir un creuset incandescent de verre en fusion, verser le matériau et le façonner avant qu'il ne durcisse. Le gant d'un travailleur commence à fumer; il semble ne pas y prêter attention.
Ils font un ballet, dit Adam Ellison, un scientifique des matériaux de l'entreprise, en regardant les ouvriers du four pendant que le verre déverse une chaleur semblable à du soufre dans l'air ambiant. Il fait très chaud, le verre se raidit très rapidement et vous ne pouvez travailler avec que quelques minutes, dit-il. Ellison le saurait – il a aidé à développer le matériau qu'ils versent, qui porte la marque Gorilla Glass et se trouve sur de nombreux smartphones car il est résistant, fin et léger.
Cette histoire faisait partie de notre numéro de mars 2017
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Ces chercheurs aident Corning à étudier jusqu'où il peut pousser les propriétés du verre. Si l'entreprise pouvait fabriquer du verre difficile à rayer et à casser, mais aussi pliable, elle pourrait ouvrir de toutes nouvelles catégories de produits : les téléphones portables et les tablettes qui se plient ou roulent, par exemple. Le verre mince et flexible peut également transformer des surfaces courbes telles que l'intérieur des voitures en écrans tactiles.
L'équipe du fondeur de recherche prépare environ huit à 12 coulées expérimentales par jour, fournissant des échantillons aux scientifiques de l'entreprise. Les scientifiques veulent savoir ce qui se passera s'ils essaient quelque chose de nouveau, comme faire fondre du verre à une température différente. L'équipe teste également différentes méthodes de fabrication pour voir comment elles affectent les propriétés du verre.
Les nouveaux produits potentiels sont sujets à tous les types d'abus auxquels les ingénieurs de Corning peuvent penser et quantifier. Une machine plie à plusieurs reprises un mince morceau de verre pour voir combien de temps il tiendra ; une autre machine plie le verre en deux jusqu'à ce qu'il se brise avec un pop choquant pour les tympans. Les spécialistes de la fractographie - la science du comment et du pourquoi des matériaux comme la fracture du verre - utilisent des machines personnalisées pour mesurer la pression nécessaire pour fracturer le verre. Avec des microscopes, les chercheurs étudient les messages mécaniques dans le modèle de fissure résultant. Un verre plus résistant se fracturera avec un grand nombre de fissures ; des fissures de verre plus faibles à quelques endroits seulement. Les matériaux qui réussissent le test peuvent ensuite être transformés en mannequins de téléphone portable et lâchés à plusieurs reprises de la hauteur de la taille sur du ciment, du gravier et d'autres surfaces.
Les produits potentiels sont sujets à tous les types d'abus auxquels les ingénieurs peuvent penser et quantifier.
La plupart des recherches de l'entreprise portent sur de nouveaux procédés de fabrication et des améliorations progressives de produits existants comme Gorilla Glass. Mais les scientifiques peuvent aussi s'amuser. L'un des projets récents d'Ellison, par exemple, était d'essayer de recréer le verre utilisé pour fabriquer la coupe romaine Lycurgus du IVe siècle. Le gobelet est rouge canneberge lorsqu'il est éclairé par l'arrière et vert jade lorsqu'il est éclairé par l'avant.
Ellison montre avec insouciance un échantillon de son verre inspiré de Lycurgus, le tenant devant une fenêtre pour démontrer l'effet. Maintenant, je sais en détail pourquoi il fait cela, dit-il. Puisqu'il ne sait pas à quoi pourrait servir ce verre aujourd'hui ou à l'avenir, la recette ira sur l'étagère pour qu'un futur employé la trouve.
Les ouvriers des fours des fondeurs de recherche de Corning, travaillant en équipe, portent des combinaisons de lapin argentées lors de l'ouverture d'un four à 1 600 ° C où le verre expérimental est fondu.
Des ouvriers versent le contenu d'un creuset de verre fondu sur une table en métal.
Un travailleur utilise des ciseaux pour façonner le verre en une rondelle que les scientifiques pourront étudier. Le verre se raidit rapidement et commence à changer de couleur en refroidissant.
La coupe romaine de Lycurgue du IVe siècle.
Le nouveau verre qui réussit est testé dans une version miniature de la chaîne de fabrication de l'entreprise. Le verre des écrans et des téléphones portables est fabriqué en feuilles d'un mètre de large ; ce processus rend le verre d'essai de quelques centimètres de large.
Sous une lentille polarisante, des rayures colorées indiquent une contrainte mécanique à l'intérieur d'une rondelle de verre expérimental. L'irisation de cet échantillon suggère qu'il se cassera facilement et que les chercheurs devraient modifier les conditions de traitement.
Cette machine plie un morceau de verre flexible pour déterminer la quantité de stress qu'il peut supporter avant qu'il ne se casse. Les chercheurs peuvent ensuite étudier le schéma de la fracture pour apprendre à rendre le verre plus résistant.
Corning développe également de nouveaux processus de manipulation du verre, qui peuvent aider les fabricants d'appareils à fabriquer des pièces personnalisées pour de nouveaux modèles d'électronique.
Cette spirale de verre ultra-mince a été découpée avec un nouveau procédé d'usinage au laser.