超薄超强度的未来玻璃是如何诞生的

超薄超强度的未来玻璃是如何诞生的

《连线》杂志近日刊载文章,讲述了特殊玻璃和陶瓷材料的全球领

导厂商康宁(Coｒniｎg）是如何创造超薄的、强度超高的未来玻

璃材料的。文章指出,玻璃是一种经常都会看到,以至于实际上已被人们熟视无睹的材料,但在实际上现代工业玻璃是极其复杂的一种东西。

以下是这篇文章的全文：

熔融态玻璃冷却后变得很有粘性，以至于可用剪子切割

唐·斯图基（DｏｎＳtookey)原以为自己把实验搞砸了。在１952年的一天，这位康宁玻璃厂（CｏrninｇGlass Wｏrｋｓ）化学家将一块光敏玻璃的样本放到火炉中，将温度设定在600摄氏度。在加热过程中的某个时刻，一名控制员犯了错误，将温度提升到900摄氏度。斯图基原本以为这块玻璃将会熔化，火炉也将被烧毁；但当他打开炉门时却奇怪地发现，这块锂硅酸盐玻璃已经变成

了一块奶白色的薄板。当他试图拿出这块薄板的时候,由于钳子未能夹紧的缘故，导致这块玻璃样本滑落在地，但却没有摔碎,而是弹了起来。ﻫ

斯图基后来入选了美国国家发明家名人堂（Ｎａtiｏnａl Inveｎtors Hal ｌｏf Fame)，但在当时他并不知道自己偶然间发明了第一块有机微晶玻璃，这种材料随后被康宁命名为“微晶玻璃”(Pｙｒoceram),其重量比铝要轻,

但强度却高于高碳钢，与常规的钠钙玻璃相比则要高出许多倍。到最后，微晶玻璃找到了自己的定位，被用于从导弹鼻锥到化学试验室等各个领域中。此外，这种材料还能被用在微波炉中。在195９年,微晶玻璃第一次用于太空时代

的用餐器具:Corniｎgware（康宁餐具)。ﻫﻫ对于康宁的命运来说,这种材料可

以说是天降恩赐。不久以后,这家公司就启动了Project Ｍusclｅ项目,这是一项大规模的开发项目，目的是探索其他可增强玻璃的方式。随后这个项目取得了突破性的进展,康宁的科学家们在对当时来说最新开发出来一种增强玻璃的方法(具体操作是将玻璃浸在一盆加热后的钾盐中）进行微调时发现,在特定的玻璃成分组成中加入铝，然后再将其浸入钾盐中，就能带来卓越的强度和耐久性。科学家们迅速进行了一系列的测试来考验其强度，如从九层高的建筑物上向下投掷强化玻璃杯,以及使用冻鸡猛烈撞击玻璃（这种玻璃的内部代号为０3１７)等。实验发现,这种玻璃能弯曲和扭曲至非常高的程度,然后才会破裂;从数据上来看，这种玻璃能承受每平方英寸1０万磅(相当于每平方米7．03 万吨）的压力。而与此相比，普通的玻璃仅可承受每平方英寸7０00磅(约合每平方米4920吨）的压力。在１９62年，康宁开始出售这种被其命名为Cｈeｍcor的

玻璃，认为这种玻璃能用于公用电话亭、监狱窗户和眼镜等产品。ﻫﻫ在最开始的时候，这种玻璃吸引了很多人的兴趣，但其销售速度却很缓慢。确实有些公司下单购买这种玻璃,用来生产安全眼镜等产品。但是，这些产品随后被召回，原因是厂商对玻璃碎裂时可能产生的爆炸性后果感到担心。Cheｍcｏr看起来原本也会是一种用于汽车挡风玻璃的好材料，而且确实也曾出现在由美国汽车公司（Amｅrican Motorｓ)生产的Javelｉn(标枪）汽车上，但大多数汽车

制造商都并不相信这种新的强化玻璃值得让它们付更多钱——尤其是这些制造商从二十世纪三十年代开始就在使用胶合玻璃,而这种玻璃看起来一直都表现良好。ﻫﻫ康宁发明了一种昂贵的升级版玻璃，但却无人问津。虽然碰撞测试表明这种挡风玻璃能让“头部减速度大幅提高”,但仍旧无补于事，原因是这种效果或许能让Chｅｍｃor毫发无损，但人的头盖骨却没有那么坚硬。ﻫ

在向福特汽车及其他汽车制造商推销这种玻璃的努力以失败告终以后，康宁在１９71年关闭了Ｐroject Muscle项目，废置了Ｃhｅｍcoｒ玻璃。但这种玻璃是一种解决方案，只是不得不等待合适的问题浮出水面。

当玻璃进行强化后，能承受来自于杠杆压机床的庞大压力

从空中俯瞰，康宁位于纽约州北部的公司总部大楼看起来就像是《太空入侵者》(Ｓpace Ｉｎｖａders)中的外星异形:这幢大厦是由建筑师凯文·洛奇(Ｋｅvin Roche)在二十世纪九十年代早期设计的，其结构以错列的方式成扇形散开。但从地面上来看，彩色的窗户和延长的屋檐则让这幢大厦看起来更像是一座光亮的、未来主义派的日本宫殿。

ﻫ康宁首席执行官魏文德（Weｎdｅll Wｅｅｋｓ)的办公室在这幢大厦的二楼，从办公室的窗口望出去可以看到希芒河(Chemung Rｉｖer)。正是在这里，已故苹果联合创始人史蒂夫·乔布斯（Stｅve Ｊoｂs)曾给５3岁的魏文德带来过一个看起来是不可能的任务：生产数百万平方英尺的超薄超强度玻璃,而那时这种玻璃根本就不存在。而且，乔布斯还要求魏文德在六个月时间里完成这项任务。他们两人合作的故事——包括乔布斯尝试训诫魏文德,让他知道玻璃的原则,以及乔布斯坚持认为这种壮举是可以实现的，诸如此类——已经广为人知。但是,魏文德到底是如何圆满地完成了这项任务并非很多人了解的事情。ﻫ魏文德在1９83年加盟康宁，曾负责管理这家公司的电视和特种玻璃业务，随后在2０0５年出任首席执行官。如果你跟他讨论有关玻璃的问题，那么他会将其描述为一种具有异国情调的、美丽的东西——而且还是一种自身潜力才刚

刚开始被科学家解密的材料。他会滔滔不绝地讲述玻璃固有的可触摸性和真实性,只不过到最后会演变成讨论有关无线电频率透明度的问题。“玻璃的设计价值中存在一种基本事实。”魏文德说道,他手中拿着一个清澈透明的玻璃透镜。“它就像是一种偶然拾得的天然艺术品;它能给人带来很酷的触感;它拥有十分光滑的表面。对于这种东西,你真正想要的会是它能活跃起来，那将是一种完美的产品。”ﻫ

魏文德和乔布斯同样都欣赏完美的设计，同样都着迷于雕琢细节,也同样都会被巨大的挑战和伟大的想法所吸引。不过,乔布斯的管理风格是独断专行的，而魏文德（跟康宁的许多前任首席执行官一样)则倾向于鼓励某种程度上的反抗。“我自己与任何搞科研工作的科学家之间不存在任何隔阂。”他说道。“我们能以一种非常放松的方式在这些小型团队中共事——说来放松,实际上仍

是高度紧张的。”ﻫ

事实上,虽然康宁是一家规模庞大的公司——拥有2.９万名的员工，20１1年的营收为79亿美元——但仍旧拥有小公司的思考和行动方式,这与其相对偏远

的地理位置、在1％上下徘徊的年度人才流失率以及庞大的传统制度有关。（斯图基现在已是9７岁高龄，但他和其他的传奇性人物仍旧在苏利文公园（SulｌｉｖａｎPark)的康宁研发中心的会议室和实验室中徜徉。)“我们这里都是终身奉献者。”魏文德微笑着说道。“我们认识彼此已有很长时间。我们成功过许多次,也失败过很多次。”ﻫ

魏文德和乔布斯之间最初进行的对话之一实际上与玻璃无关。康宁的科学家正在研究显微投影技术——具体的说，是如何使用人造绿色激光的更好方法。这个想法的内容是,人们不会想要盯着手机的小小屏幕来看电影和电视剧，而投影看起来是一种自然而然的解决方案。但当魏文德与乔布斯说起这个想法时,后者斥之为愚蠢的念头。但乔布斯当时指出,他确实正致力于开发某种更好的东西——那是一种整个表面都是显示屏的设备。后来，这种设备被命名为iPhone。ﻫ

乔布斯可能曾对绿色激光不屑一顾,但对康宁来说，这种激光代表着定义这家公司的创新类型。对于康宁来说，实验的尊严是不可侵犯的,以至于该公司通常都会将1０％的营收投入到研发领域中去。当电信行业泡沫在200０年破裂时，一落千丈的光光纤价格导致康宁股价从100美元直落至2002年的1．50美元，但当时这家公司的首席执行官打消了科学家的疑虑，称康宁不仅仍要进行研究工作，而且研发还将是这家公司重拾繁荣景象的道路。

ﻫ“在以技术为基础的公司中,康宁是非常少见的能将彻底改造自身作为常态

的公司之一。”哈佛大学商学院的教授丽贝卡·亨德森(Rebｅcca Hｅnｄers ｏn）说道,她曾研究过康宁的创新史。“知易而行难。”康宁能取得成功的原因之一就在于,这家公司不仅拥有开发新技术的能力，而且还能找出利用新技术来进行大规模生产的方法。不过,即使康宁在这两个方面都能取得成功，制造商也经常都需要数十年时间来为康宁的创新技术找到一个合适的——而且

还必须拥有够高的盈利能力——市场。正如亨德森所指出的那样,康宁的创新活动在很大程度上与其接受失败的想法，然后将其应用于其他地方的意愿和能力有关。