Advancing the Mechanical Performance of Glasses: Perspectives and Challenges.
bioinspired composites
glass
hybrid glasses
mechanical properties
oxide glass
Journal
Advanced materials (Deerfield Beach, Fla.)
ISSN: 1521-4095
Titre abrégé: Adv Mater
Pays: Germany
ID NLM: 9885358
Informations de publication
Date de publication:
Apr 2022
Apr 2022
Historique:
revised:
29
11
2021
received:
08
11
2021
pubmed:
7
12
2021
medline:
9
4
2022
entrez:
6
12
2021
Statut:
ppublish
Résumé
Glasses are materials that lack a crystalline microstructure and long-range atomic order. Instead, they feature heterogeneity and disorder on superstructural scales, which have profound consequences for their elastic response, material strength, fracture toughness, and the characteristics of dynamic fracture. These structure-property relations present a rich field of study in fundamental glass physics and are also becoming increasingly important in the design of modern materials with improved mechanical performance. A first step in this direction involves glass-like materials that retain optical transparency and the haptics of classical glass products, while overcoming the limitations of brittleness. Among these, novel types of oxide glasses, hybrid glasses, phase-separated glasses, and bioinspired glass-polymer composites hold significant promise. Such materials are designed from the bottom-up, building on structure-property relations, modeling of stresses and strains at relevant length scales, and machine learning predictions. Their fabrication requires a more scientifically driven approach to materials design and processing, building on the physics of structural disorder and its consequences for structural rearrangements, defect initiation, and dynamic fracture in response to mechanical load. In this article, a perspective is provided on this highly interdisciplinary field of research in terms of its most recent challenges and opportunities.
Identifiants
pubmed: 34870862
doi: 10.1002/adma.202109029
doi:
Substances chimiques
Oxides
0
Types de publication
Journal Article
Review
Langues
eng
Sous-ensembles de citation
IM
Pagination
e2109029Subventions
Organisme : European Union's Horizon 2020 research and innovation program
ID : 681652
Organisme : European Union's Horizon 2020 research and innovation program
ID : 966791
Organisme : NSERC
ID : 238913
Organisme : Canada Research Chairs
Organisme : Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada
ID : 238913
Organisme : H2020 European Research Council
ID : 966791
Informations de copyright
© 2022 The Authors. Advanced Materials published by Wiley-VCH GmbH.
Références
R. O. Ritchie, Nat. Mater. 2011, 10, 817.
L. Wondraczek, J. C. Mauro, J. Eckert, U. Kühn, J. Horbach, J. Deubener, T. Rouxel, Adv. Mater. 2011, 23, 4578.
M. H. Ha, J. K. Choi, B. M. Park, K. Y. Han, J. Mech. Sci. Technol. 2021, 35, 661.
A. Plichta, A. Weber, A. Habeck, Flexible Electron. Mater. Dev. Technol. 2003, 769, 273.
S. Garner, S. Glaesemann, X. H. Li, Appl. Phys. A: Mater. Sci. Process. 2014, 116, 403.
S. McCann, B. Singh, V. Smet, V. Sundaram, R. R. Tummala, S. K. Sitaraman, IEEE Trans. Device Mater. Reliab. 2016, 16, 622.
H. C. Cheng, K. H. Li, C. Y. Shih, W. H. Chen, IEEE Tans. Compon. Packag. Manuf. Technol. 2018, 8, 2213.
R. Sajzew, L. Wondraczek, J. Am. Ceram. Soc. 2021, 104, 3187.
A. Reupert, J. Schröder, L. Wondraczek, Adv. Photonics Res. 2021, https://doi.org/10.1002/adpr.202100104.
B. P. V. Heiz, Z. Pan, G. Lautenschläger, C. Sirtl, M. Kraus, L. Wondraczek, Adv. Sci. 2017, 4, 1600362.
M. Guglielmi, N. Bessegato, J. Cerdan-Diaz, K. Choju, D. Lisman, C. R. Flynn, E. Guadagnino, A. Meysner, J. Pfeifer, H. Roehl, V. Rupertus, M. Scarpa, H. Sun, J. Zhang, D. Zuccato, Int. J. Appl. Glass Sci. 2021, 12, 135.
L. Cai, J. Wu, L. Lamberson, E. Streltsova, C. Daly, A. Zakharian, N. F. Borrelli, Appl. Phys. Lett. 2021, 119, 082901.
Y. H. Wang, H. Jin, Q. Ma, K. Mo, H. Mao, A. Feldhoff, X. Cao, Y. Li, F. Pan, Z. Jiang, Angew. Chem., Int. Ed. 2020, 59, 4365.
T. Welter, R. Mueller, J. Deubener, U. Marzok, S. Reinsch, Front. Mater. 2020, 6, 342.
F. Kotz, F. Kotz, K. Arnold, W. Bauer, D. Schild, N. Keller, K. Sachsenheimer, T. M. Nargang, C. Richter, D. Helmer, B. E. Rapp, Nature 2017, 544, 337.
B. P. Rodrigues, T. To, M. M. Smedskjaer, L. Wondraczek, Rev. Mineral. Geochem. 2022, 87, https://doi.org/10.2138/rmg.2021.87.07.
M. M. Trexler, N. N. Thadhani, Prog. Mater. Sci. 2010, 55, 759.
G. M. Camilo, Proc. SPIE 2003, 4940.
M. Ciccotti, J. Phys. D: Appl. Phys. 2009, 42, 214006.
C. L. Rountree, J. Appl. Phys. D 2017, 50, 343002.
K. S. R. Karlsson, L Wondraczek, in Encyclopedia of Glass Science, Technology, History, and Culture, Vol. 1 (Eds: P. Richet, R. Conradt, A. Takada, J. Dyon), Wiley, New York 2021, pp. 391-404
R. Meszaros, M. Wild, B. Merle, L. Wondraczek, Glass Technol.: Eur. J. Glass Sci. Technol., Part A 2011, 52, 190.
K. W. Koch, L. Lin, J. J. Price, C. G. Kim, D. G. Moon, S. Y. Oh, J. K. Oh, J. H. Oh, C. A. Paulson, B. Zhang, A. Subramanian, A. Mayolet, C. K. Williams, S. D. Hart, Coatings 2020, 10, 1247.
A. Mayolet, A. N. Subramanian, B. Zhang, C. K. Williams, C.-G. Kim, C. A. Paulson, J. J. Price, J. Amin, J.-H. Oh, K. W. Koch, L. Lin, S. D. Hart, Opt. Lett. 2019, 44, 5977.
H. K. Yu, S. Oh, K. H. Choi, J. Jeon, X. Dong, S. H. Lee, J. Y. Choi, J. Akedo, J. H. Park, Ceram. Int. 2021, 47, 30531.
J. Gao, H. Kim, J. Kim, J. B. Kwak, Ceram. Int. 2019, 45, 19496.
C. Hühn, A. Erlebach, D. Mey, L. Wondraczek, M. Sierka, J. Comput. Chem. 2017, 38, 2349.
C. R. Kurkjian, P. K. Gupta, Phys. Chem. Glasses: Eur. J. Glass Sci. Technol., Part B 2020, 61, 239.
T. A. Michalske, S. W. Freiman, J. Am. Ceram. Soc. 1983, 66, 284.
F. Célarié, M. Ciccotti, C. Marlière, J. Non-Cryst. Solids 2007, 353, 51.
L. Wondraczek, M. Ciccotti, A. Dittmar, C. Oelgardt, F. Célarié, C. Marlière, J. Am. Ceram. Soc. 2006, 89, 746.
A. Grimaldi, M. George, G. Pallares, C. Marliere, M. Ciccotti, Phys. Rev. Lett. 2008, 100, 165505.
P. Kiefer, R. Balzer, J. Deubener, H. Behrens, T. Waurischk, S. Reinsch, R. Müller, J. Non-Cryst. Solids 2019, 521, 119480.
P. Kiefer, J. Deubener, R. Mueller, H. Behrens, J. Non-Cryst. Solids 2020, 527, 119739.
C. R. Kurkjian, P. K. Gupta, R. K. Brow, N. Lower, J. Non-Cryst. Solids 2003, 316, 114.
G. Brambilla, D. N. Payne, Nano Lett. 2009, 9, 831.
R. Sajzew, R. Limbach, L. Wondraczek, Front. Mater. 2020, 7, 126.
G. Sani, R. Limbach, J. Dellith, İ. Sökmen, L. Wondraczek, J. Am. Ceram. Soc. 2021, 104, 3167.
S. Sawamura, R. Limbach, S. Wilhelmy, A. Koike, L. Wondraczek, J. Am. Ceram. Soc. 2019, 102, 7299.
T. Waurischk, S. Reinsch, T. Rouxel, H. Behrens, J. Deubener, R. Mueller, J. Non-Cryst. Solids 2021, 572, 121094.
A. A. Griffith, Philos. Trans. R. Soc., A 1921, 221, 163.
L. Wondraczek, Science 2019, 366, 804.
T. P. Swiler, J. H. Simmons, A. C. Wright, J. Non-Cryst. Solids 1995, 182, 68.
R. Limbach, K. Kosiba, S. Pauly, U. Kühn, L. Wondraczek, J. Non-Cryst. Solids 2017, 459, 130.
E. J. Frankberg, J. Kalikka, F. G. Ferré, L. Joly-Pottuz, T. Salminen, J. Hintikka, M. Hokka, S. Koneti, T. Douillard, B. L. Saint, P. Kreiml, M. J. Cordill, T. Epicier, D. Stauffer, M. Vanazzi, L. Roiban, J. Akola, F. D. Fonzo, E. Levänen, K. Masenelli-Varlot, Science 2019, 366, 864.
F. Angeli, O. Villain, S. Schuller, T. Charpentier, D. de Ligny, L. Bressel, L. Wondraczek, Phys. Rev. B 2012, 85, 054110.
A. Wisitsorasak, P. G. Wolynes, Proc. Nat. Acad. Sci. USA 2012, 109, 16068.
A. Ellison, I. A. Cornejo, Int. J. Appl. Glass Sci. 2010, 1, 87.
S. Kapoor, L. Wondraczek, M. M. Smedskjaer, Front. Mater. 2017, 4, 1.
M. J. Dejneka, X. Guo, J. C. Mauro, US Patent 10494292, 2019.
L. Wondraczek, S. Sen, H. Behrens, R. E. Youngman, Phys. Rev. B 2007, 76, 014202.
S. K. Lee, P. J. Eng, H.-K. Mao, Y. Meng, M. Newville, M. Y. Hu, J. Shu, Nat. Mater. 2005, 4, 851.
M.-F. Yu, O. Lourie, M. J. Dyer, K. Moloni, T. F. Kelly, R. S. Ruoff, Science 2000, 287, 637.
J. Sehgal, S. Ito, J. Am. Ceram. Soc. 1998, 81, 2485.
T. Rouxel, J. il Jang, U. Ramamurty, Prog. Mater. Sci. 2021, 121, 100834.
K. Januchta, M. M. Smedskjaer, J. Non-Cryst. Solids: X 2019, 1, 100007.
S. Yoshida, J. Non-Cryst. Solids: X 2019, 1, 100009.
E. D. Cubuk, R. J. S. Ivancic, S. S. Schoenholz, D. J. Strickland, A. Basu, Z. S. Davidson, J. Fontaine, J. L. Hor, Y.-R. Huang, Y. Jiang, N. C. Keim, K. D. Koshigan, J. A. Lefever, T. Liu, X.-G. Ma, D. J. Magagnosc, E. Morrow, C. P. Ortiz, J. M. Rieser, A. Shavit, T. Still, Y. Xu, Y. Zhang, K. N. Nordstrom, P. E. Arratia, R. W. Carpick, D. J. Durian, Z. Fakhraai, D. J. Jerolmack, D. Lee, Science 2017, 358, 1033.
A. Nicolas, E. E. Ferrero, K. Martens, J.-L. Barrat, Rev. Mod. Phys. 2018, 90, 045006.
A. Winkelmann, O. Schott, Ann. Phys. 1894, 287, 697.
A. Makishima, J. D. Mackenzie, J. Non-Cryst. Solids 1975, 17, 147.
H. Liu, Z. Fu, K. Yang, X. Xu, M. Bauchy, J. Non- Cryst. Solids 2021, 557, 119419.
R. C. Zeller, R. O. Pohl, Phys. Rev. B 1971, 4, 2029.
V. K. Malinovsky, A. P. Sokolov, Solid State Commun. 1986, 57, 757.
M. L. Falk, J. S. Langer, Phys. Rev. E 1998, 57, 7192.
B. Wang, Y. Yu, M. Wang, J. C. Mauro, M. Bauchy, Phys. Rev. B 2016, 93, 064202.
E. Lerner, G. Düring, E. Bouchbinder, Phys. Rev. Lett. 2016, 117, 035501.
E. Lerner, E. Bouchbinder, J. Chem. Phys. 2021, 155, 200901.
H. Mizuno, H. Shiba, A. Ikeda, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2017, 114, E97674.
D. Richard, K. González-López, G. Kapteijns, R. Pater, T. Vaknin, E. Bouchbinder, E. Lerner, Phys. Rev. Lett. 2020, 125, 085502.
M. A. Il'in, V. G. Karpov, D. A. Parshin, Zh. Eksp. Teor. Fiz. 1982, 92, 291.
U. Buchenau, Y. M. Galperin, V. L. Gurevich, H. R. Schober, Phys. Rev. B 1991, 43, 5039.
C. Rainone, E. Bouchbinder, E. Lerner, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2020, 117, 5228.
A. Ninarello, L. Berthier, D. Coslovich, Phys. Rev. X 2017, 7, 021039.
D. Richard, E. Lerner, E. Bouchbinder, MRS Bull. 2021, https://doi.org/10.1557/s43577-021-00171-8.
A. Marruzzo, W. Schirmacher, A. Fratalocchi, G. Ruocco, Sci. Rep. 2013, 3, 1407.
G. Kapteijns, D. Richard, E. Bouchbinder, E. Lerner, J. Chem. Phys. 2021, 154, 081101.
Z. Pan, O. Benzine, S. Sawamura, R. Limbach, A. Koike, T. D. Bennett, G. Wilde, W. Schirmacher, L. Wondraczek, Phys. Rev. B 2021, 104, 134106.
J. Zylberg, E. Lerner, Y. Bar-Sinai, E. Bouchbinder, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2017, 114, 7289.
J. J. Lewandowski, W. H. Wang, A. L. Greer, Philos. Mag. Lett. 2005, 85, 77.
O. Benzine, S. Bruns, Z. Pan, K. Durst, L. Wondraczek, Adv. Sci. 2018, 5, 1800916.
G. N. Greaves, A. L. Greer, R. S. Lakes, T. Rouxel, Nat. Mater. 2011, 10, 823.
J. Ketkaew, W. Chen, H. Wang, A. Datye, M. Fan, G. Pereira, U. D. Schwarz, Z. Liu, R. Yamada, W. Dmowski, M. D. Shattuck, C. S. O'Hern, T. Egami, E. Bouchbinder, J. Schroers, Nat. Commun. 2018, 9, 3271.
M. Ulizio, D. Lampman, M. Rustagi, J. Skeen, C. Walawender, SAE Int. J. Transp. Saf. 2017, 5, 47.
C. I. Park, M. Seong, M. A. Kim, D. Kim, H. Jung, M. Cho, S. H. Lee, H. Lee, S. Min, J. Kim, M. Kim, J.-H. Park, S. Kwon, B. Kim, S. J. Kim, W. Park, J.-Y. Yang, S. Yoon, I. Kang, J. Soc. Inf. Disp. 2018, 26, 287.
Glass is the hidden gem in a carbon-neutral future, Nature 2021, 599, 7.
P. Xu, B. Cui, Y. Bu, H. Wang, X. Guo, P. Wang, Y. R. Shen, L. Tong, Science 2021, 373, 187.
D. X. Wang, J. Hauptmann, C. May, Y. J. Hofstetter, Y. Vaynzof, T. Mueller, Flexible Printed Electron. 2021, 3, 035001.
Y. P. Yuan, Y. Yalikun, S. Amaya, Y. Aishan, Y. G. Shen, Y. Tanaka, Sens. Actuators, A 2021, 321, 112604.
H. A. Atwater, A. R. Davoyan, O. Ilic, D. Jariwala, M. C. Sherrott, C. M. Went, W. S. Whitney, J. Wong, Nat. Mater. 2018, 17, 867.
M. Vandebroek, J. Belis, C. Louter, G. Van Tendeloo, Eng. Fract. Mech. 2012, 96, 480.
H. Shin, J. Noh, D. Kim, Opt. Laser Technol. 2021, 138, 106921.
J. C. Mauro, Materials Kinetics: Transport and Rate Phenomena, Elsevier, Amsterdam 2021.
A. K. Varshneya, Int. J. Appl. Glass Sci. 2018, 9, 140.
R. Tandon, S. J. Glass, J. Eur. Ceram. Soc. 2015, 35, 285.
G. D. Quinn, Int. J. Appl. Glass Sci. 2019, 10, 7.
S. Kooij, G. van Dalen, J. F. Molinari, D. Bonn, Nature Commun. 2021, 12, 2521.
H. Lee, S. Cho, K. Yoon, J. Lee, New J. Glass Ceram. 2012, 2, 116.
Z. Tang, M. B. Abrams, J. C. Mauro, N. Venkataraman, T. E. Meyer, J. M. Jacobs, X. Wu, A. J. Ellison, Exp. Mech. 2014, 54, 903.
Z. Tang, M. B. Abrams, J. C. Mauro, L. R. Zoeller, N. Venkataraman, G. Hu, Appl. Phys. A 2014, 116, 471.
M. M. Chaudhri, Phys. Status Solidi 2009, 206, 1410.
G. Hu, J. T. Harris, Z. Tang, J. C. Mauro, J. Non-Cryst. Solids 2014, 405, 153.
K. B. Broberg, Cracks and Fracture, Academic Press, San Diego, CA 1999.
L. B. Freund, Dynamic Fracture Mechanics, Cambridge University Press, Cambridge 1990.
A. Livne, E. Bouchbinder, J. Fineberg, Phys. Rev. Lett. 2008, 101, 264301.
E. Bouchbinder, A. Livne, J. Fineberg, Phys. Rev. Lett. 2008, 101, 264302.
E. Bouchbinder, Phys. Rev. Lett. 2009, 103, 164301.
A. Livne, E. Bouchbinder, I. Svetlizky, J. Fineberg, Science 2010, 327, 1359.
T. Goldman, R. Harpaz, E. Bouchbinder, J. Fineberg, Phys. Rev. Lett. 2012, 108, 104304.
E. Bouchbinder, T. Goldman, J. Fineberg, Rep. Prog. Phys. 2014, 77, 046501.
J. Fineberg, E. Bouchbinder, Int. J. Fract. 2015, 196, 33.
C.-H. Chen, E. Bouchbinder, A. Karma, Nat. Phys. 2017, 13, 1186.
Y. Lubomirsky, C.-H. Chen, A. Karma, E. Bouchbinder, Phys. Rev. Lett. 2018, 121, 134301.
A. Vasudevan, Y. Lubomirsky, C.-H. Chen, E. Bouchbinder, A. Karma, J. Mech. Phys. Solids 2021, 151, 104372.
E. Bouchbinder, J. Fineberg, M. Marder, Annu. Rev. Condens. Matter Phys. 2010, 1, 371.
A. Livne, O. Ben-David, J. Fineberg, Phys. Rev. Lett. 2007, 98, 124301.
J. Fineberg, M. Marder, Phys. Rep. 1999, 313, 1.
R. Long, C.-Y. Hui, J. P. Gong, E. Bouchbinder, Annu. Rev. Condens. Matter Phys 2021, 12, 71.
W. Kob, J. Phys. Condens. Matter 1999, 11, R85.
J. C. Mauro, A. Tandia, K. D. Vargheese, Y. Z. Mauro, M. M. Smedskjaer, Chem. Mater. 2016, 28, 4267.
M. Bauchy, Comput. Mater. Sci. 2019, 159, 95.
A. K. Varshneya, J. C. Mauro, Fundamentals of Inorganic Glasses, 3rd ed., Elsevier, Amsterdam 2019.
S. Plimpton, J. Comput. Phys. 1995, 117, 1.
J. Luo, K. D. Vargheese, A. Tandia, G. Hu, J. C. Mauro, Sci. Rep. 2016, 6, 23720.
M. Wang, N. A. Krishnan, B. Wang, M. M. Smedskjaer, J. C. Mauro, M. Bauchy, J. Non-Cryst. Solids 2018, 498, 294.
L. Deng, J. Du, J. Am. Ceram. Soc. 2019, 120, 2482.
L. Wondraczek, S. Krolikowski, H. Behrens, J. Non-Cryst. Solids 2010, 356, 1859.
L. Ding, K.-H. Lee, T. Zhao, Y. Yang, M. Bockowski, B. Ziebarth, Q. Wang, J. Ren, M. M. Smedskjaer, J. C. Mauro, J. Am. Ceram. Soc. 2020, 103, 6215.
J. C. Mauro, A. Tandia, K. D. Vargheese, Y. Z. Mauro, M. M. Smedskjaer, Chem. Mater. 2016, 28, 4267.
J. C. Mauro, Curr. Opin. Solid State Mater. Sci. 2018, 22, 58.
K.-H. Lee, Y. Yang, B. Ziebarth, W. Mannstadt, M. J. Davis, J. C. Mauro, J. Non-Cryst. Solids 2020, 528, 119736.
K.-H. Lee, Y. Yang, L. Ding, B. Ziebarth, M. J. Davis, J. C. Mauro, J. Am. Ceram. Soc. 2021, 104, 2506.
K.-H. Lee, Y. Yang, L. Ding, B. Ziebarth, M. J. Davis, J. C. Mauro, J. Am. Ceram. Soc. 2021, 104, 3073.
K.-H. Lee, Y. Yang, L. Ding, B. Ziebarth, M. J. Davis, J. C. Mauro, J. Am. Ceram. Soc. 2020, 103, 4295.
G. N. Greaves, J. Non-Cryst. Solids 1985, 71, 203.
D. A. Kilymis, J. M. Delaye, J. Non-Cryst. Solids 2014, 401, 147.
D. A. Kilymis, J. M. Delaye, S. Ispas, J. Chem. Phys. 2016, 145, 044505.
Z. H. Xu, X. Li, Micro and Nano Mechanical Testing of Materials and Devices (Eds: F. Yang, J. Li), Springer, Boston 2008, pp. 139-153.
W. Primak, Surf. Sci. 1969, 16, 398.
S. A. Silling, J. Mech. Phys. Solids 2000, 48, 175.
O. C. Zienkiewicz, R. L. Taylor, J. Z. Zhu, The Finite Element Method: Its Basis and Fundamentals, Butterworth-Heinemann, Oxford 2013.
G. Kermouche, E. Barthel, D. Vandembroucq, P. Dubujet, Acta Mater. 2008, 56, 3222.
V. Keryvin, J.-X. Meng, S. Gicquel, J.-P. Guin, L. Charleux, J.-C. Sangleboeuf, P. Pilvin, T. Rouxel, G. L. Quilliec, Acta Mater. 2014, 62, 250.
G. Molnár, P. Ganster, A. Tanguy, E. Barthel, G. Kermouche, Acta Mater. 2016, 111, 129.
S. Bruns, T. Uesbeck, S. Fuhrmann, M. Tarragó Aymerich, L. Wondraczek, D. de Ligny, K. Durst, J. Am. Ceram. Soc. 2020, 103, 3076.
S. Bruns, K. E. Johanns, H. U. R. Rehman, G. M. Pharr, K. Durst, J. Am. Ceram. Soc. 2017, 100, 1928.
D. André, M. Jebahi, I. Iordanoff, J. luc Charles, J. Ô. Néauport, Comput. Methods Appl. Mech. Eng. 2013, 265, 136.
E. Barthel, V. Keryvin, G. Rosales-Sosa, G. Kermouche, Acta Mater. 2020, 194, 473.
J. Mehrmashhadi, M. Bahadori, F. Bobaru, Eng. Fract. Mech. 2020, 240, 107355.
Y. D. Ha, F. Bobaru, Eng. Fract. Mech. 2011, 78, 1156.
J. Rivera, J. Berjikian, R. Ravinder, H. Kodamana, S. Das, N. Bhatnagar, M. Bauchy, N. M. A. Krishnan, Front. Mater. 2019, 0, 239.
Y. Cao, M. Kazembeyki, L. Tang, N. M. A. Krishnan, M. M. Smedskjaer, C. G. Hoover, M. Bauchy, J. Am. Ceram. Soc. 2021, 104, 3531.
L. Ma, H. Xing, Q. Ding, Y. Han, Q. Li, W. Qiu, AIP Adv. 2019, 9, 015010.
B. Bourdin, G. A. Francfort, J. J. Marigo, J. Mech. Phys. Solids 2000, 48, 797.
J. Y. Wu, V. P. Nguyen, C. T. Nguyen, D. Sutula, S. Sinaie, S. P. A. Bordas, Adv. Appl. Mech. 2020, 53, 1.
F. Freddi, L. Mingazzi, Materials 2020, 13, 3218.
G. A. Rosales-Sosa, A. Masuno, Y. Higo, H. Inoue, Sci. Rep. 2016, 6, 23620.
A. Makishima, J. D. Mackenzie, J. Non-Cryst. Solids 1973, 12, 35.
B. Stevensson, M. Edén, J. Non Cryst. Solids 2013, 378, 163.
G. A. Rosales-Sosa, A. Masuno, Y. Higo, H. Inoue, Y. Yanaba, T. Mizoguchi, T. Umada, K. Okamura, K. Kato, Y. Watanabe, Sci. Rep. 2015, 5, 15233.
Y. Guo, J. Li, Y. Zhang, S. Feng, H. Sun, iScience 2021, 24, 102735.
J. She, S. Sawamura, L. Wondraczek, J. Non-Cryst. Solids: X 2019, 1, 100010.
G. Gao, A. Winterstein-Beckmann, O. Surzhenko, C. Dubs, J. Dellith, M. A. Schmidt, L. Wondraczek, Sci. Rep. 2015, 5, 8942.
Y. Ding, K. Tanaka, L. Wondraczek, Adv. Photonics Res. 2021, 2, 2000100.
Y. Kato, H. Yamazaki, S. Yoshida, J. Matsuoka, J. Non-Cryst. Solids 2010, 356, 1768.
K. Januchta, R. E. Youngman, A. Goel, M. Bauchy, S. J. Rzoska, M. Bockowski, M. M. Smedskjaer, J. Non-Cryst. Solids 2017, 460, 54.
K. Januchta, R. E. Youngman, A. Goel, M. Bauchy, S. L. Logunov, S. J. Rzoska, M. Bockowski, L. R. Jensen, M. M. Smedskjaer, Chem. Mater. 2017, 29, 5865.
A. Winterstein-Beckmann, D. Möncke, D. Palles, E. I. Kamitsos, L. Wondraczek, J. Non-Cryst. Solids 2014, 405, 196.
A. Winterstein-Beckmann, D. Möncke, D. Palles, E. I. Kamitsos, L. Wondraczek, J. Non-Cryst. Solids 2014, 401, 110.
T. M. Gross, J. Wu, D. E. Baker, J. J. Price, R. Yongsunthon, J. Non-Cryst. Solids 2018, 494, 13.
S. Sawamura, L. Wondraczek, Phys. Rev. Mater. 2018, 2, 092601.
S. Sawamura, R. Limbach, H. Behrens, L. Wondraczek, J. Non-Cryst. Solids 2018, 481, 503.
G. N. B. M. de Macedo, S. Sawamura, L. Wondraczek, J. Non-Cryst. Solids 2018, 492, 94.
E. Moayedi, S. Sawamura, J. Hennig, E. Gnecco, L. Wondraczek, J. Non-Cryst. Solids 2018, 500, 382.
J. Fu, H. He, W. Yuan, Y. Zhang, J. Yu, Appl. Phys. Lett. 2018, 113, 031606.
B. P. Rodrigues, C. Hühn, A. Erlebach, D. Mey, M. Sierka, L. Wondraczek, Front. Mater. 2017, 4, 20.
T. Rouxel, Scr. Mater. 2017, 137, 109.
M. Bauchy, B. Wang, M. Wang, Y. Yu, M. J. A. Qomi, M. M. Smedskjaer, C. Bichara, F. J. Ulm, R. Pellenq, Acta Mater. 2016, 121, 234.
F. Yuan, L. Huang, Sci. Rep. 2014, 4, 5035.
Y. Zhang, L. Huang, Y. Shi, Nano Lett. 2019, 19, 5222.
T. To, S. S. Sørensen, J. F. S. Christensen, R. Christensen, L. R. Jensen, M. Bockowski, M. Bauchy, M. M. Smedskjaer, ACS Appl. Mater. Interfaces 2021, 13, 17753.
J. Luo, J. Wang, E. Bitzek, J. Y. Huang, H. Zheng, L. Tong, Q. Yang, J. Li, S. X. Mao, Nano Lett. 2016, 16, 105.
K. Zheng, C. Wang, Y. Q. Cheng, Y. Yue, X. Han, Z. Zhang, Z. Shan, S. X. Mao, M. Ye, Y. Yin, E. Ma, Nat. Commun. 2010, 1, 24.
L.-Q. Shen, J.-H. Yu, X.-C. Tang, B.-A. Sun, Y.-H. Liu, H.-Y. Bai, W.-H. Wang, Sci. Adv. 2021, 7, eabf7293.
N. Miyata, H. Jinno, J. Non. Cryst. Solids 1980, 38-39, 391.
A. K. Seal, P. Chakraborti, N. R. Roy, S. Mukherjee, M. K. Mitra, G. C. Das, Bull. Mater. Sci. 2005, 28, 457.
L. Tang, N. M. Anoop Krishnan, J. Berjikian, J. Rivera, M. M. Smedskjaer, J. C. Mauro, W. Zhou, M. Bauchy, Phys. Rev. Mater. 2018, 2, 113602.
J. F. S. Christensen, S. S. Sørensen, T. To, M. Bauchy, M. M. Smedskjaer, Phys. Rev. Mater. 2021, 5, 093602.
F. C. Serbena, I. Mathias, C. E. Foerster, E. D. Zanotto, Acta Mater. 2015, 86, 216.
B. Deng, J. Luo, J. T. Harris, C. M. Smith, T. M. Wilkinson, Acta Mater. 2021, 208, 116715.
J. Deubener, M. Allix, M. J. Davis, A. Duran, T. Höche, T. Honma, T. Komatsu, S. Krüger, I. Mitra, R. Müller, S. Nakane, M. J. Pascual, J. W. P. Schmelzer, E. D. Zanotto, S. Zhou, J. Non. Cryst. Solids 2018, 501, 3.
J. Amin, G. H. Beall, C. M. Smith, United States Patent, US 9,873,631 B2, 2018.
N. L. Clark, S.-Y. Chuang, J. C. Mauro, J. Am. Ceram. Soc. 2022, 105, 193.
L. Martel, M. Allix, F. Millot, V. Sarou-Kanian, E. Véron, S. Ory, D. Massiot, M. Deschamps, J. Phys. Chem. C 2011, 115, 18935
J. Luo, H. Huynh, C. G. Pantano, S. H. Kim, J. Non-Cryst. Solids 2016, 452, 93.
S. M. Wiederhorn, T. Fett, G. Rizzi, M. J. Hoffmann, J. P. Guin, Metall. Mater. Trans. A 2013, 44, 1164.
M. Tomozawa, E. M. Aaldenberg, Phys. Chem. Glasses: Eur. J. Glass Sci. Technol., Part B 2017, 58, 156.
T. M. Gross, A. R. Sarafian, J. Wu, Z. Zheng, US 2020/0156996 A1, 2020.
K. Januchta, M. Stepniewska, L. R. Jensen, Y. Zhang, M. A. J. Somers, M. Bauchy, Y. Yue, M. M. Smedskjaer, Adv. Sci. 2019, 6, 1901281.
T. M. Gross, G. M. Guryanov, US 2019/0152838 A1, 2019.
V. Venugopal, S. Sahoo, M. Zaki, M. Agarwal, N. N. Gosvami, N. M. A. Krishnan, Patterns 2021, 2, 100290.
R. Ravinder, K. H. Sridhara, S. Bishnoi, H. S. Grover, M. Bauchy, Jayadeva, H. Kodamana, N. M. A. Krishnan, Mater. Horiz. 2020, 7, 1819.
D. Richard, M. Ozawa, S. Patinet, E. Stanifer, B. Shang, S. A. Ridout, B. Xu, G. Zhang, P. K. Morse, J.-L. Barrat, L. Berthier, M. L. Falk, P. Guan, A. J. Liu, K. Martens, S. Sastry, D. Vandembroucq, E. Lerner, M. L. Manning, Phys. Rev. Mater. 2020, 4, 113609.
E. D. Cubuk, S. S. Schoenholz, J. M. Rieser, B. D. Malone, J. Rottler, D. J. Durian, E. Kaxiras, A. J. Liu, Phys. Rev. Lett. 2015, 114, 108001.
H. Liu, S. Xiao, L. Tang, E. Bao, E. Li, C. Yang, Z. Zhao, G. Sant, M. M. Smedskjaer, L. Guo, M. Bauchy, Acta Mater. 2021, 210, 116817.
T. Du, H. Liu, L. Tang, S. S. Sørensen, M. Bauchy, M. M. Smedskjaer, ACS Nano 2021, 15, 17705.
T. To, F. Célarié, C. Roux-Langlois, A. Bazin, Y. Gueguen, H. Orain, M. Le Fur, V. Burgaud, T. Rouxel, Acta Mater. 2018, 146, 1.
U. G. K. Wegst, H. Bai, E. Saiz, A. P. Tomsia, R. O. Ritchie, Nat. Mater. 2015, 14, 23.
L. L. Hench, J. K West, Chem. Rev. 1990, 90, 33.
O. Mahony, O. Tsigkou, C. Ionescu, C. Minelli, L. Ling, R. Hanly, M. E. Smith, M. M. Stevens, J. R. Jones, Adv. Funct. Mater. 2010, 20, 3835.
F. Tallia, L. Russo, S. Li, A. L. H. Orrin, X. Shi, S. Chen, J. A. M. Steele, S. Meille, J. Chevalier, P. D. Lee, M. M. Stevens, L. Cipolla, J. R. Jones, Mater. Horiz. 2018, 5, 849.
W. Fan, R. E. Youngman, X. Ren, D. Yu, M. M. Smedskjaer, J. Mater. Chem. B 2021, 9, 4400.
W. Fan, L. R. Jensen, M. Ceccato, T. S. Quaade, L. Gurevich, D. Yu, M. M. Smedskjaer, Mater. Today Chem. 2021, 22, 100584.
H. Granel, C. Bossard, A.-M. Colllignon, F. Wauquier, J. Lesieur, G. Y. Rochefort, E. Jallot, J. Lao, Y. Wittrant, ACS Appl. Bio Mater. 2019, 2, 3473.
T. D. Bennett, S. Horike, Nat. Rev. Mater. 2018, 3, 431.
S. Horike, S. S. Nagarkar, T. Ogawa, S. Kitagawa, Angew. Chem., Int. Ed. 2020, 59, 6652.
M. Liu, R. D. McGillicuddy, H. Vuong, S. Tao, A. H. Slavney, M. I. Gonzalez, S. J. L. Billinge, J. A. Mason, J. Am. Chem. Soc. 2021, 143, 2801.
V. Nozari, C. Calahoo, J. M. Tuffnell, D. A. Keen, T. D. Bennett, L. Wondraczek, Nat. Commun. 2021, 12, 5703.
T. D Bennett, J.-C. Tan, Y. Yue, E. Baxter, C. Ducati, N. J. Terrill, H. H.-M. Yeung, Z. Zhou, W. Chen, S. Henke, A. K. Cheetham, G. N. Greaves, Nat. Commun. 2015, 6, 8079.
R. Gaillac, P. Pullumbi, K. A. Beyer, K. W. Chapman, D. A. Keen, T. D. Bennett, F.-X. Coudert, Nat. Mater. 2017, 16, 1149.
C. Zhou, L. Longley, A. Krajnc, G. J. Smales, A. Qiao, I. Erucar, C. M. Doherty, A. W. Thornton, A. J. Hill, C. W. Ashling, O. T. Qazvini, S. J. Lee, P. A. Chater, N. J. Terrill, A. J. Smith, Y. Yue, G. Mali, D. A. Keen, S. G. Telfer, T. D. Bennett, Nat. Commun. 2018, 9, 5042.
A. Qiao, T. D. Bennett, H. Tao, A. Krajnc, G. Mali, C. M. Doherty, A. W. Thornton, J. C. Mauro, G. N. Greaves, Y. Yue, Sci. Adv. 2018, 4, eaao6827.
S. Li, R. Limbach, L. Longley, A. A. Shirzadi, J. C. Walmsley, D. N. Johnstone, P. A. Midgley, L. Wondraczek, T. D. Bennett, J. Am. Chem. Soc. 2018, 141, 1027.
T. To, S. S. Sørensen, M. Stepniewska, A. Qiao, L. R. Jensen, M. Bauchy, Y. Yue, M. M. Smedskjaer, Nat. Commun. 2020, 11, 2593.
L. Longley, C. Calahoo, R. Limbach, Y. Xia, J. M. Tuffnell, A. F. Sapnik, M. F. Thorne, D. S. Keeble, D. A. Keen, L. Wondraczek, T. D. Bennett, Nat. Commun. 2020, 11, 5800.
T. To, S. S. Sørensen, Y. Yue, M. M. Smedskjaer, Dalton Trans. 2021, 50, 6126.
M. Stepniewska, K. Januchta, C. Zhou, A. Qiao, M. M. Smedskjaer, Y. Yue, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2020, 117, 10149.
T. D. Bennett, Y. Yue, P. Li, A. Qiao, H. Tao, G. N. Greaves, T. Richards, G. I. Lampronti, S. A. T. Redfern, F. Blanc, O. K. Farha, J. T. Hupp, A. K. Cheetham, D. A. Keen, J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 3484.
A. Singh, M. K. Jana, D. B. Mitzi, Adv. Mater. 2021, 33, 2005868.
B. K. Shaw, A. R. Hughes, M. Ducamp, S. Moss, A. Debnath, A. F. Sapnik, M. F. Thorne, L. N. McHugh, A. Pugliese, D. S. Keeble, P. Chater, J. M. Bermudez-Garcia, X. Moya, S. K. Saha, D. A. Keen, F.-X. Coudert, F. Blanc, T. D. Bennett, Nat. Chem. 2021, 13, 778.
M. Parkes, F. Tallia, G. R. Young, P. Cann, J. R. Jones, J. R. T. Jeffers, Mater. Sci. Eng. C 2021, 119, 111495.
S. S. Sørensen, M. B. Østergaard, M. Stepniewska, H. Johra, Y. Yue, M. M. Smedskjaer, ACS Appl. Mater. Interfaces 2020, 12, 18893.
Y. Kagawa, H. Iba, M. Tanaka, H. Sato, T. Chang, Acta Mater. 1998, 46, 265.
H. Iba, T. Chang, Y. Kagawa, Compos. Sci. Technol. 2002, 62, 2043.
L. Wondraczek, B. Weidenfeller, G. Heide, G. H. Frischat, G. Ziegmann, Glass Sci. Technol. 2003, 76, 3, 103.
S. E. Naleway, M. M. Porter, J. McKittrick, M. A. Meyers, Adv. Mater. 2015, 27, 5455.
J. McKittrick, P. Y. Chen, L. Tombolato, E. E. Novitskaya, M. W. Trim, G. A. Hirata, E. A. Olevsky, M. F. Horstemeyer, M. A. Meyers, Mater. Sci. Eng. C 2010, 30, 331.
M. Mirkhalaf, A. K. Dastjerdi, F. Barthelat, Nat. Commun. 2014, 5, 3166.
F. Barthelat, H. Tang, P. Zavattieri, C. Li, H. Espinosa, J. Mech. Phys. Solids 2007, 55, 306.
A. P. Jackson, J. F. V. Vincent, R. M. Turner, Compos. Sci. Technol. 1989, 36, 255.
B. L. Smith, T. E. Schäffer, M. Viani, J. B. Thompson, N. A. Frederick, J. Kindt, A. Belcher, G. D. Stucky, D. E. Morse, P. K. Hansma, Nature 1999, 399, 761.
A. G. Evans, Z. Suo, R. Z. Wang, I. A. Aksay, M. Y. He, J. W. Hutchinson, J. Mater. Res. 2001, 16, 2475.
F. Barthelat, C.-M. Li, C. Comi, H. D. Espinosa, J. Mater. Res. 2006, 21, 1977.
F. Song, Y. L. Bai, J. Mater. Res. 2003, 18, 1741.
H. D. Espinosa, J. E. Rim, F. Barthelat, M. J. Buehler, Prog. Mater. Sci. 2009, 54, 1059.
P. Fratzl, O. Kolednik, F. D. Fischer, M. N. Dean, Chem. Soc. Rev. 2016, 45, 252.
I. Jäger, P. Fratzl, Biophys. J. 2000, 79, 1737.
B. Ji, H. Gao, J. Mech. Phys. Solids 2004, 52, 1963.
C. Jiang, V. V. Tsukruk, Adv. Mater. 2006, 18, 829.
I. Corni, T. J. Harvey, J. A. Wharton, K. R. Stokes, F. C. Walsh, R. J. K. Wood, Bioinspiration Biomimetics 2012, 7, 031001.
Z. Tang, N. A. Kotov, S. Magonov, B. Ozturk, Nat. Mater. 2003, 2, 413.
P. Podsiadlo, A. K. Kaushik, E. M. Arruda, A. M. Waas, B. S. Shim, J. Xu, H. Nandivada, B. G. Pumplin, J. Lahann, A. Ramamoorthy, N. A. Kotov, Science 2007, 318, 80.
L. J. Bonderer, A. R. Studart, L. J. Gauckler, Science 2008, 319, 1069.
P. Podsiadlo, A. K. Kaushik, B. S. Shim, A. Agarwal, Z. Tang, A. M. Waas, E. M. Arruda, N. A. Kotov, J. Phys. Chem. B 2008, 112, 14359.
T. Ebina, F. Mizukami, Adv. Mater. 2007, 19, 2450.
P. Das, S. Schipmann, J.-M. Malho, B. Zhu, U. Klemradt, A. Walther, ACS Appl. Mater. Interfaces 2013, 5, 3738.
J. Wang, Q. Cheng, L. Lin, L. Chen, L. Jiang, Nanoscale 2013, 5, 6356.
J. Wang, Q. Cheng, L. Lin, L. Jiang, ACS Nano 2014, 8, 2739.
U. G. K. Wegst, M. Schecter, A. E. Donius, P. M. Hunger, Philos. Trans. R. Soc., A 2010, 368, 2099.
S. Deville, E. Maire, G. Bernard-Granger, A. Lasalle, A. Bogner, C. Gauthier, J. Leloup, C. Guizard, Nat. Mater. 2009, 8, 966.
E. Munch, M. E. Launey, D. H. Alsem, E. Saiz, A. P. Tomsia, R. O. Ritchie, Science 2008, 322, 1516.
S. Deville, Materials 2010, 3, 1913.
S. Deville, E. Saiz, A. P. Tomsia, Acta Mater. 2007, 55, 1965.
Q. Fu, M. N. Rahaman, F. Dogan, B. S. Bal, J. Biomed. Mater. Res., Part B 2008, 86B, 514.
E. Munch, E. Saiz, A. P. Tomsia, S. Deville, J. Am. Ceram. Soc. 2009, 92, 1534.
K. Lebreton, J. M. Rodríguez-Parra, R. Moreno, M. I. Nieto, Adv. Appl. Ceram. 2015, 114, 296.
T. Waschkies, R. Oberacker, M. J. Hoffmann, J. Am. Ceram. Soc. 2009, 92, S79.
J.-W. Moon, H.-J. Hwang, M. Awano, K. Maeda, Mater. Lett. 2003, 57, 1428.
H. Bai, Y. Chen, B. Delattre, A. P. Tomsia, R. O. Ritchie, Sci. Adv. 2015, 1, e1500849.
Y. Zhang, L. Hu, J. Han, J. Am. Ceram. Soc. 2009, 92, 1874.
M. M. Porter, P. Niksiar, J. McKittrick, J. Am. Ceram. Soc. 2016, 99, 1917.
M. M. Porter, M. Yeh, J. Strawson, T. Goehring, S. Lujan, P. Siripasopsotorn, M. A. Meyers, J. McKittrick, Mater. Sci. Eng. A 2012, 556, 741.
M. N. Cooke, J. P. Fisher, D. Dean, C. Rimnac, A. G. Mikos, J. Biomed. Mater. Res. 2003, 64B, 65.
R. C. R. Gergely, S. J. Pety, B. P. Krull, J. F. Patrick, T. Q. Doan, A. M. Coppola, P. R. Thakre, N. R. Sottos, J. S. Moore, S. R. White, Adv. Funct. Mater. 2015, 25, 1043.
S. J. Kalita, S. Bose, H. L. Hosick, A. Bandyopadhyay, Mater. Sci. Eng. C 2003, 23, 611.
L. S. Dimas, G. H. Bratzel, I. Eylon, M. J. Buehler, Adv. Funct. Mater. 2013, 23, 4629.
D. Kokkinis, M. Schaffner, A. R. Studart, Nat. Commun. 2015, 6, 8643.
T. Magrini, F. Bouville, A. R. Studart, Open Ceram. 2021, 6, 100109.
Z. Yin, A. Dastjerdi, F. Barthelat, Acta Biomater. 2018, 75, 439.
Z. Yin, F. Hannard, F. Barthelat, Science 2019, 364, 1260.
T. Magrini, S. Moser, M. Fellner, A. Lauria, F. Bouville, A. R. Studart, Adv. Funct. Mater. 2020, 30, 2002149.
A. Amini, A. Khavari, F. Barthelat, A. J. Ehrlicher, Science 2021, 373, 1229.
G. Du, A. Mao, J. Yu, J. Hou, N. Zhao, J. Han, Q. Zhao, W. Gao, T. Xie, H. Bai, Nat. Commun. 2019, 10, 800.
Y. Wang, X. Huang, X. Zhang, Nat. Commun. 2021, 12, 1.
N. J. Kanu, E. Gupta, U. K. Vates, G. K. Singh, Composites, Part A 2019, 121, 474.
X. Xia, A. Afshar, H. Yang, C. M. Portela, D. M. Kochmann, C. V. Di Leo, J. R. Greer, Nature 2019, 573, 205.
H. Meng, G. Li, Polymer 2013, 54, 2199.