Materials Science | Material Science Expertise with Glass, Optics, and Ceramics | Corning

Durch die Zusammenführung wissenschaftlicher Disziplinen wie Chemie, Biologie und Physik tauchen Werkstoffwissenschaftler auf molekularer Ebene in die Welt der festen Materie ein. Sie versuchen die komplexe innere Struktur eines Materials zu verstehen; seine Eigenschaften, wie Verarbeitung es ändern kann und was es tun kann.

Bei Corning haben drei werkstoffwissenschaftliche Bereiche unsere Vorstellungskraft erweckt: Glas, Keramik und optische Physik. Unsere Entdeckungen in diesen Bereichen haben die Art und Weise verändert, wie Menschen kommunizieren, lernen und das Leben genießen. Sie haben die Luft gereinigt und neue Medikamente möglich gemacht.

Jede Generation in unserer mehr als 165-jährigen Geschichte hat auf dem Wissen derer aufgebaut, die zuvor gekommen sind. Unser Verständnis der Werkstoffkunde hat sich vertieft, wodurch das Potenzial für lebensverbessernde Anwendungen nahezu unbegrenzt ist.

Glas, das es bereits seit dem Jahr 2000 v. Chr. gibt, war lange Zeit das Material für Behälter, Fenster und andere Gegenstände des täglichen Lebens. Der Großteil des Glases verbleibt in dieser Kategorie – hauptsächlich aus ähnlichen Natronkalkzusammensetzungen mit Schwerpunkt auf kostengünstiger Massenproduktion.

Fortschrittliches Glas wendet jedoch die Wissenschaft auf das Handwerk der Glasherstellung an, um einige der schwierigsten Probleme der Welt anzugehen. Vor mehr als einem Jahrzehnt musste die Displayindustrie beispielsweise ein umweltbewussteres LCD-Glas finden. Corning entwickelte ein Glas für brillante Bilder, aber ohne schädliche Elemente wie Antimon, Barium und Arsen. Genauso wichtig ist, dass wir für dieses neue Glas einen effektiven Schmelzprozess geschaffen haben, damit es in Massenproduktion hergestellt werden kann.

Was wirklich spannend ist, ist die relativ neue wissenschaftliche Erforschung von Glas. Der Werkstoff Glas blickt auf eine 4000-jährige Geschichte zurück, aber die Wissenschaft ist vor weniger als 350 Jahren dazugekommen. Das heißt, es gibt noch sehr viele Möglichkeiten für Glas und für Corning.

Keramik könnte man als nahe Verwandte von Glas bezeichnen. Beide Materialien sind anorganisch. Beide haben viele nützliche physikalische Eigenschaften und werden in Hochtemperaturverfahren geformt. Und bei richtiger Verdichtung und Ausformung können beide extrem hart und hitzebeständig sein, wodurch sie auch für den Einsatz unter Extrembedingungen, beispielsweise im Weltraum, geeignet sind.  

Der Hauptunterschied zwischen Glas und Keramik sind die chemischen Bindungen, die die innere Struktur des Materials zusammenhalten. Im Gegensatz zu Glas, in dem Atome in zufälliger Reihenfolge angeordnet sind, kommt es in keramischen Materialien zu Bindungen, wenn positive und negative Ionen ein regelmäßiges Kristallmuster bilden.

Bei Corning nutzen wir dieses Wissen, um Keramik zu entwickeln, die schwierige technologische Herausforderungen löst. Keramische Produkte helfen dabei, die Abgase von Fahrzeugen zu reinigen. Sie sind eine wichtige Komponente bei der Herstellung von großen, makellosen Flachglasscheiben. Schöne Glaskeramiken eröffnen neue Gestaltungsmöglichkeiten für Geräte wie Smartphones. Und wir erforschen ständig neue Möglichkeiten.

Entdecken Sie, wie unsere Keramikmaterialien hergestellt werden.

Die optische Physik ist das Studium des Lichts und seiner Wechselwirkung mit der Materie. Sie ist eng mit fortschrittlichem Glas verbunden. Glasfaser, Anzeigetafeln, Halbleitersysteme und einige Arzneimittelentwicklungstools, um nur einige Anwendungen zu nennen, hängen von der Übertragung, Verarbeitung oder Manipulation von Licht ab.

Die meisten von uns betrachten Licht als Leuchtenergie: Mit Licht können wir Dinge sehen. Ohne es sind wir im Dunkeln. In der Physik ist Licht eine Reihe von elektromagnetischen Wellen, die sich stark unterscheiden. Einige Lichtfrequenzen sind für den Menschen zu niedrig oder zu hoch. Infrarotstrahlung kann verwendet werden, um Wärme zu erfassen – und daher Zeichen des Lebens und der Aktivität. Radiowellen, Mikrowellen, Radar und Röntgenstrahlen interagieren auf einzigartige Weise mit Glas und anderen Substanzen.

Warum ist das Studium des Lichts von Bedeutung? Hier ist eine Anwendung: Corning erfand Glasfaser, ein spezielles Glas, das zur Steuerung der Lichtausbreitung entwickelt wurde. Eine einzige Glasfaserverbindung kann 20 Terabit Daten pro Sekunde übertragen und ermöglicht das sofortige Herunterladen von Videos, Online-Spielen und den ständigen Zugriff auf schnelle Verbraucherdienste sowie bahnbrechende Anwendungen wie Telemedizin, Telearbeit und Smart-City-Technologie.