Foldbart glas: hvordan, hvorfor og sandheden om Samsungs Z Flip

GIF: Samsung

Billede: Schott

En demomaskine bøjer Schotts tidligere, lidt mindre fleksible glas.

Billede: Det største problem er, at man kun kan strække et materiales kemiske bindinger så langt, før det går i stykker, et begreb, der kaldes trækstyrke. Men hvis du bruger en tyndere glasplade, strækker du mindre af materialet over det samme rum, bøjer færre lag og strækker færre kemiske bindinger, siger Mydlak. Det giver mindre trækstyrke på glasset, så du kan bøje det strammere, før det knækker. At udtynde glasset er et af de “to vigtigste tricks” til at få det til at bøje sig, siger Juejun Hu, der er lektor i materialevidenskab ved MIT, fordi fysikstuderende lærer, at trækspændingen er lineær med tykkelsen.

Når man får glasset ned under 100 mikron tykkelse – omkring tykkelsen af et menneskehår – er det der, hvor det kan bøjes langt nok til at kunne bruges til basale foldegadgets, siger eksperterne. Hvis du vil have en telefon, der kan foldes indad uden et stort hængselsgab, er der tale om titusindvis af mikroner. Tænk på aluminiumsfolie.

Denne tyndhed er allerede mulig med det glas, der findes i dag. For fire år siden rørte jeg ved en 70-mikronplade af Schott-glas og bøjede den med mine egne hænder. Samsung siger, at dens Z Flip bruger et glas med en tykkelse på 30 mikron, og Schott siger, at det også er gået ned til 25 mikron i laboratoriet. Både Corning og Schott bruger nogenlunde samme teknik, idet de hver især skaber en svævende glasplade i luften ved at trække tynde bånd af smeltet glas ud af specielt formede kar.

Men tyndt er ikke nok i sig selv. Det andet “hovedtrick” for bøjeligt glas er at styrke det mod ufuldkommenheder, især på overfladen, hvor de kan forårsage katastrofale fejl, når glasset udsættes for belastning. En lille luftboble, en smule snavs eller en lille ridse under fremstillings- eller håndteringsprocessen kan være nok til at ødelægge et stykke bøjeligt glas, siger eksperterne. “Alle de spændinger, man producerer i glasset, har en tendens til at koncentrere sig om disse små defekter, og det er der, det vil give brud”, siger Frankberg.

Det er her, kemiske bade og varmebehandlinger kan komme ind for at styrke og hærde glasset, som vi har skrevet om før, men modydelsen er, at de kan gøre glasset lettere at ridse. Og når glasset bliver tyndere – tyndt nok til at kunne bøjes – bliver en ridse endnu mere bekymrende.

Ridser er dødbringende

Selv om Mydlak siger, at et stykke Schott-glas “kan holde til evigt” under kontrollerede forhold, hvis det overlever den første bøjningstest, indrømmer han, at en enkelt ridse kan ændre det. “Hvis man ridser det med noget … vil det være en indledende defekt, som kan give problemer senere”, siger han. Hvis et stykke glas med en tilstrækkelig stor ridse bøjes med tilstrækkelig meget stress koncentreret på en “precrack”, siger Frankberg, “vil den stort set sprede sig med lydhastighed og katastrofalt gå gennem hele materialet.”

Det er vigtigt at huske, at selv om glas er mere modstandsdygtigt over for ridser end plast, er det ikke ridsefast – det kan måske ridse med en Mohs-hårdhed på 5 eller 6 i stedet for 2 eller 3 for plast, men det ridser alligevel. Jeg vil vædde med, at du har nogle små ridser på din telefons traditionelle glasskærm lige nu. Men jeg gætter også på, at du aldrig har brug for at bøje din traditionelle skærm, som du ville gøre det med en foldetelefon. Nu er det et langt større problem.

Frankberg mener, at det nok er derfor, at Samsungs Galaxy Z Flip stadig har en skærmbeskytter af plastik øverst. Ikke for at forhindre ridser eller hjælpe den med at bøje lettere, men som et “offerlag”, der bliver ridset i stedet for glasset, så der er færre potentielle katastrofale revner hen ad vejen. “Sandsynligvis modtager de færre produktreturneringer på grund af det ekstra lag,” spekulerer han.

Schotts Mydlak antydede faktisk så meget til mig i slutningen af sidste år, før Z Flip blev annonceret: “Højst sandsynligt vil du slet ikke røre ved det blotte glas, men noget ovenpå det,” sagde Mydlak, da jeg spurgte, om ridser ville være noget at bekymre sig om med det første parti af telefoner med foldbart glas.

Jeg bør tilføje, at vi ikke helt ved, hvad Samsung og dets partnere gør med Schotts glasskærm, før de tilføjer den til telefonen. Schott kunne kun bekræfte, at det leverer sit ultra-tynde glas til Samsung og sagde, at det “ikke kan kommentere på nogen forarbejdningsdetaljer af det rå glasmateriale”. Og selv om Samsung har indrømmet, at den leveres med en forudinstalleret skærmbeskytter, meddelte selskabet onsdag, at det også “injicerer” glasset “med et særligt materiale op til en uoplyst dybde for at opnå en ensartet hårdhed”, hvad det så end betyder. Samsung har ikke været villig til at sige mere, og det lyder ret hemmeligt.

Men Samsung har en anden partner involveret i denne proces. Det har arbejdet sammen med den koreanske skærmproducent Dowoo Insys om dette glas siden 2013, rapporterer Yonhap News, og har for nylig låst det fast ved at blive den største aktionær i virksomheden. Samsung har angiveligt eneret på Dowoos proces, men ikke på Schotts ultratynde glas, og Samsung har angiveligt besluttet at bruge begge dele til Galaxy Z Flip’s skærm.

Hvad er glas godt for?

Alt dette besvarer dog stadig ikke spørgsmålet: Hvad er foldbart glas godt for, hvis det alligevel ridser som plastik? Et af svarene er, at det kan holde længere; Schott siger, at glas ikke vil gå i stykker, som plast naturligt gør med tiden. Der er også den optiske klarhed at tage hensyn til. Desuden, som Dieter Bohn bemærkede, føles Galaxy Z Flip’s glas – polymercover eller ej – bare pænere end den originale Galaxy Fold med rent plastikcover. Falsen ved folden er mindre fremtrædende, og selv om den kan trækkes ind med en fingernegl, føles den fastere end det, der er på Galaxy Fold.

Men Gorilla Glass-producenten Corning vil gerne have dig til at vide, at Galaxy Z Flips skærmbeskytter måske ikke er nødvendig om et år eller to. Virksomheden fortæller, at prøver af dens nye bøjelige glas allerede er i hænderne på producenterne af enheder. Det forventer enheder på markedet i løbet af de næste 12 til 18 måneder, og det skyder på at levere “holdbarhed, ridsefasthed og optisk klarhed” alt sammen i en enkelt pakke til foldbare enheder.

Selv om en repræsentant endnu ikke kunne sige, hvordan Corning gør det, eller eksplicit bekræfte, at der ikke vil være plastik involveret, synes plastik ikke at være målet: “I dag, når du køber en telefon med Gorilla Glass, rører du ved glas … det er det, vi arbejder hen imod.”

Masseproduktion af glas, der er tyndt nok til at kunne bøjes pålideligt, er en svær udfordring, er Corning og Schott enige om. Mydlak fortalte mig sidste år, at Schott stadig var ved at finde ud af nogle få produktionsproblemer, f.eks. hvordan man korrekt skærer, pakker og sender ruller af de aller tyndeste glas, man havde udviklet, uden at beskadige dem undervejs. Det lyder som om, at eksistensen af Galaxy Z Flip betyder, at man har fundet ud af noget af det – men det lave udbytte kan også være en af grundene til, at foldetelefoner er så utroligt dyre, og hvorfor Corning endnu ikke helt har fundet ud af det.

Det er svært at bebrejde Samsung for at presse så hårdt på, selv om begge deres foldbare telefoner er snublet ud af starthullerne – for det første ønsker de også at sælge foldbare skærme til andre virksomheder, hvilket de nærmest afslørede i deres seneste pressemeddelelse. Men det gør det ikke mindre frustrerende at se, at en telefon, der blev lovet som ridsefast, nemt kan blive ridset, og det betyder ikke, at du skal købe ind. Selvom hvis du gør det, fortæller Samsung til The Verge, at du kan få en gratis skærmbeskytter og/eller en engangsudskiftning af skærmen til 119 dollars, hvis din enhed bukker under for ridser.

Frankberg er endnu ikke overbevist. “Min ærlige mening som materialeforsker: Jeg ville ikke købe den slags telefoner på nuværende tidspunkt, fordi størrelsen af den ridse, der skal til for at ødelægge den, er meget, meget lille”, siger han og påpeger, hvordan et enkelt sandkorn kan ødelægge en foldbar glasskærm. “Hvis jeg købte en meget dyr telefon, ville jeg træde tilbage og se, hvordan teknologien forbedres.”

Men Frankberg har en idé om, hvordan sådanne skærme i sidste ende kan udvikle sig. Han er i den meget tidlige fase af udviklingen af en form for glas, der bruger aluminiumoxid i stedet for det traditionelle silica, et glas, der kan bøjes i stedet for at gå i stykker, og han er også ved at undersøge andre alternative materialer. (Det ville ikke være første gang, at verden kigger på “aluminiumoxid”-glas, og du kender måske også aluminiumsoxidets kondenserede krystallinske form, safir.)

Jeg spekulerer bare på, om vi rent faktisk vil kalde et sådant materiale for “glas”, hvis eller når det nogensinde kommer frem. Som JerryRigEverything’s Zack Nelson ynder at sige, når han ridse-tester en ny glasskærm, er det svært at ryste stereotypen af sig. “Glas går i stykker. Hvis nogen nogensinde kommer med noget, der er stærkere end glas, vil de helt sikkert kalde det noget andet.”