New Bio-inspired solutions for toughened architectural glass
适用于钢化建筑玻璃的新型仿生解决方案
基本信息
- 批准号:476891-2015
- 负责人:
- 金额:$ 9.07万
- 依托单位:
- 依托单位国家:加拿大
- 项目类别:Idea to Innovation
- 财政年份:2015
- 资助国家:加拿大
- 起止时间:2015-01-01 至 2016-12-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Glass is prominent in everyday life and in industry, but its inherent brittleness still limits the range of its applications. We have recently developed a novel, bio-inspired and low-cost approach to significantly increase the toughness of glass. A 3D laser engraver is used to generate networks of weak interfaces and in case of excessive stresses the cracks are channelled into configurations where their propagation is more difficult. Our initial work focused on uniaxial tensile loading and mode I fracture on thin (150 microns) glass samples. We propose to explore, optimize and test new types of 3D engraved patterns to improve the performance of thick (5 mm) glass sheets used in windows and architectural glass. For these applications we will focus on improving the resistance of glass to flexural stresses, impacts and thermal shocks, while preserving an acceptable optical clarity and long-term stability. In particular, our engraving method will increase the resistance to impact of fragile glass-ceramics used in high-temperature applications, and which cannot be tempered. We will also use engraving to increase the performance of thick soda-lime glass to increase resistance to impact and resistance to thermal shocks, providing an interesting and highly cost effective alternative to tempered glass and to glass-ceramics for some applications. There are several fabricators of glass in Canada, and the new glasses developed in this project have a large economic potential. For example high-temperature ceramic-glass used for fireproof windows, ovens, heating lamps or industrial furnaces is a $700 million market in North America. Some of the new high-temperature toughened glasses developed in this work represent a new type of glass which would have no competition on this market.
玻璃在日常生活和工业中占有重要地位,但其固有的脆性仍然限制了其应用范围。我们最近开发了一种新颖的、受生物启发的低成本方法,可以显著提高玻璃的韧性。使用3D激光雕刻机生成弱界面网络,并且在过度应力的情况下,裂纹被引导到其传播更困难的配置中。我们最初的工作集中在单轴拉伸载荷和模式I断裂薄(150微米)玻璃样品。我们建议探索、优化和测试新型3D雕刻图案,以提高用于窗户和建筑玻璃的厚(5 mm)玻璃板的性能。对于这些应用,我们将专注于提高玻璃对弯曲应力、冲击和热冲击的抵抗力,同时保持可接受的光学透明度和长期稳定性。特别是,我们的雕刻方法将提高高温应用中使用的易碎微晶玻璃的抗冲击性,这些微晶玻璃无法进行回火。我们还将使用雕刻来提高厚钠钙玻璃的性能,以提高耐冲击性和耐热冲击性,为某些应用提供钢化玻璃和微晶玻璃的有趣且高成本效益的替代品。加拿大有几家玻璃制造商,该项目开发的新玻璃具有巨大的经济潜力。例如,用于防火窗、烤箱、加热灯或工业炉的高温陶瓷玻璃在北美有7亿美元的市场。在这项工作中开发的一些新的高温钢化玻璃代表了一种在这个市场上没有竞争力的新型玻璃。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
Barthelat, Francois其他文献
Mechanical properties of nacre constituents and their impact on mechanical performance
- DOI:
10.1557/jmr.2006.0239 - 发表时间:
2006-08-01 - 期刊:
- 影响因子:2.7
- 作者:
Barthelat, Francois;Li, Chun-Ming;Espinosa, Horacio D. - 通讯作者:
Espinosa, Horacio D.
Biomimetics for next generation materials
- DOI:
10.1098/rsta.2007.0006 - 发表时间:
2007-12-15 - 期刊:
- 影响因子:5
- 作者:
Barthelat, Francois - 通讯作者:
Barthelat, Francois
Puncture resistance of the scaled skin from striped bass: Collective mechanisms and inspiration for new flexible armor designs
- DOI:
10.1016/j.jmbbm.2013.04.011 - 发表时间:
2013-08-01 - 期刊:
- 影响因子:3.9
- 作者:
Zhu, Deju;Szewciw, Lawrence;Barthelat, Francois - 通讯作者:
Barthelat, Francois
Simultaneous improvements of strength and toughness in topologically interlocked ceramics
- DOI:
10.1073/pnas.1807272115 - 发表时间:
2018-09-11 - 期刊:
- 影响因子:11.1
- 作者:
Mirkhalaf, Mohammad;Zhou, Tao;Barthelat, Francois - 通讯作者:
Barthelat, Francois
The fracture mechanics of biological and bioinspired materials
- DOI:
10.1557/mrs.2018.324 - 发表时间:
2019-01-01 - 期刊:
- 影响因子:5
- 作者:
Pro, J. William;Barthelat, Francois - 通讯作者:
Barthelat, Francois
Barthelat, Francois的其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
{{ truncateString('Barthelat, Francois', 18)}}的其他基金
Architectured and bioinspired materials to expand property space
建筑和仿生材料扩大财产空间
- 批准号:
DGDND-2017-00006 - 财政年份:2019
- 资助金额:
$ 9.07万 - 项目类别:
DND/NSERC Discovery Grant Supplement
Architectured and bioinspired materials to expand property space
建筑和仿生材料扩大财产空间
- 批准号:
RGPIN-2017-04643 - 财政年份:2019
- 资助金额:
$ 9.07万 - 项目类别:
Discovery Grants Program - Individual
Bioinspired 3D printed scales for enhanced industrial gloves
用于增强型工业手套的仿生 3D 打印秤
- 批准号:
528206-2018 - 财政年份:2018
- 资助金额:
$ 9.07万 - 项目类别:
Engage Plus Grants Program
Novel multilayered synthetic structural bone graft materials which combine biocompatibility, biodegradability and high toughness
集生物相容性、生物可降解性和高韧性于一体的新型多层合成结构骨移植材料
- 批准号:
508413-2017 - 财政年份:2018
- 资助金额:
$ 9.07万 - 项目类别:
Collaborative Health Research Projects
Architectured and bioinspired materials to expand property space
建筑和仿生材料扩大财产空间
- 批准号:
RGPIN-2017-04643 - 财政年份:2018
- 资助金额:
$ 9.07万 - 项目类别:
Discovery Grants Program - Individual
Architectured and bioinspired materials to expand property space
建筑和仿生材料扩大财产空间
- 批准号:
DGDND-2017-00006 - 财政年份:2018
- 资助金额:
$ 9.07万 - 项目类别:
DND/NSERC Discovery Grant Supplement
New laser-engraving strategies for the manufacturing of toughened glass
用于钢化玻璃制造的新激光雕刻策略
- 批准号:
479137-2015 - 财政年份:2017
- 资助金额:
$ 9.07万 - 项目类别:
Strategic Projects - Group
Architectured and bioinspired materials to expand property space
建筑和仿生材料扩大财产空间
- 批准号:
DGDND-2017-00006 - 财政年份:2017
- 资助金额:
$ 9.07万 - 项目类别:
DND/NSERC Discovery Grant Supplement
Architectured and bioinspired materials to expand property space
建筑和仿生材料扩大财产空间
- 批准号:
RGPIN-2017-04643 - 财政年份:2017
- 资助金额:
$ 9.07万 - 项目类别:
Discovery Grants Program - Individual
Novel multilayered synthetic structural bone graft materials which combine biocompatibility, biodegradability and high toughness
集生物相容性、生物可降解性和高韧性于一体的新型多层合成结构骨移植材料
- 批准号:
508413-2017 - 财政年份:2017
- 资助金额:
$ 9.07万 - 项目类别:
Collaborative Health Research Projects
相似国自然基金
骨胶原(Bio-Oss Collagen)联合龈下喷砂+骨皮质切开术治疗
根分叉病变的临床疗效研究
- 批准号:2024JJ9542
- 批准年份:2024
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
智能双栅调控InSe Bio-FET可控构筑与原位细胞传感机制研究
- 批准号:
- 批准年份:2024
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
基于通用型 M13-Bio 噬菌体信号放大的动态
光散射免疫传感检测平台的建立及机制研究
- 批准号:Q24C200014
- 批准年份:2024
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
2D/2D BiO2-x/graphyne异质结光热活化过硫酸盐降解水体中抗生素的机理研究
- 批准号:LY23E080003
- 批准年份:2023
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
过渡金属掺杂与原位外延生长Z型异质结协同增强BiO2-x的宽光谱光催化活化分子氧去除水中难降解微塑料的机理研究
- 批准号:
- 批准年份:2021
- 资助金额:60 万元
- 项目类别:
Z型异质结“(金属氧化物MOx@薄层碳TC)/BiO1-xCl”的可控构筑及其光催化性能的研究
- 批准号:22005126
- 批准年份:2020
- 资助金额:24.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
BIO促进脂肪来源干细胞修复急性心肌梗死的作用及机制
- 批准号:
- 批准年份:2020
- 资助金额:55 万元
- 项目类别:面上项目
6-BIO 抗肝脏衰老的作用与作用机制研究
- 批准号:19ZR1438800
- 批准年份:2019
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
基于MOFs热解构建薄层碳包覆的BiO1-xX基Z型异质结及其光催化水氧化苯制苯酚反应的研究
- 批准号:
- 批准年份:2019
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
可回收MFe2O4/二维 (BiO)2CO3 复合纳米矿物材料光降解再生水中顽固型有机物机理
- 批准号:41877481
- 批准年份:2018
- 资助金额:62.0 万元
- 项目类别:面上项目
相似海外基金
Convergence Accelerator Track M: Bio-Inspired Design of Robot Hands for Use-Driven Dexterity
融合加速器轨道 M:机器人手的仿生设计,实现使用驱动的灵活性
- 批准号:
2344109 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 9.07万 - 项目类别:
Standard Grant
CAREER: SHF: Bio-Inspired Microsystems for Energy-Efficient Real-Time Sensing, Decision, and Adaptation
职业:SHF:用于节能实时传感、决策和适应的仿生微系统
- 批准号:
2340799 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 9.07万 - 项目类别:
Continuing Grant
NSF Convergence Accelerator Track M: Bio-Inspired Surface Design for High Performance Mechanical Tracking Solar Collection Skins in Architecture
NSF Convergence Accelerator Track M:建筑中高性能机械跟踪太阳能收集表皮的仿生表面设计
- 批准号:
2344424 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 9.07万 - 项目类别:
Standard Grant
PFI-TT: Bio-inspired enhancement of concrete for carbon sequestration and longevity
PFI-TT:仿生增强混凝土以实现碳封存和长寿
- 批准号:
2329856 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 9.07万 - 项目类别:
Continuing Grant
Bio-inspired Nanoparticles for Mechano-Regulation of Stem Cell Fate
用于干细胞命运机械调节的仿生纳米颗粒
- 批准号:
DP240102315 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 9.07万 - 项目类别:
Discovery Projects
RII Track-4: NSF: Bio-inspired Solutions to Prevent Soil Erosion in Farmland and Scouring in Fluvial Regions
RII Track-4:NSF:防止农田水土流失和河流地区冲刷的仿生解决方案
- 批准号:
2327384 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 9.07万 - 项目类别:
Standard Grant
CAREER: Geometric and Electronic Contributions to Bio-inspired Reactivities of Heme-superoxide Intermediates
职业:几何和电子对血红素超氧化物中间体的仿生反应活性的贡献
- 批准号:
2422277 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 9.07万 - 项目类别:
Continuing Grant
CAREER: Reinventing Computer Vision through Bio-inspired Retinomorphic Vision Sensors, Corticomorphic Compute-In-Memory Processors and Event-based Algorithms
职业:通过仿生视网膜形态视觉传感器、皮质形态内存计算处理器和基于事件的算法重塑计算机视觉
- 批准号:
2338171 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 9.07万 - 项目类别:
Continuing Grant
NSF Convergence Accelerator Track M: Nature Inspired Bio-manufactured Terminal Hydroxylated Fatty Acid Copolyesters
NSF 融合加速器轨道 M:受自然启发的生物制造末端羟基化脂肪酸共聚酯
- 批准号:
2344366 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 9.07万 - 项目类别:
Standard Grant
CAREER: Toward energy-efficient bio-inspired magnonic processing with nanomagnetic arrays
职业:利用纳米磁性阵列实现节能的仿生磁力处理
- 批准号:
2339475 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 9.07万 - 项目类别:
Continuing Grant














{{item.name}}会员




