玻璃明明一掰就碎，为什么折叠屏里的玻璃能弯几十万次？

我们对玻璃的印象，大概都是这样的：硬邦邦的，摸起来光滑，却经不起折腾。玻璃杯摔一下会碎，窗户受到撞击可能裂开。

超薄柔性玻璃（UTG）

图片来源：南方日报

可如今，折叠屏手机打破了这个印象。用于折叠显示的超薄柔性玻璃（UTG），厚度已经做到几十微米。公开报道显示，国内已有30微米级超薄柔性玻璃通过百万次级别的弯折测试。

30微米大约只有普通A4纸厚度的几分之一。一块如此薄的玻璃，为什么不仅能够弯，还能反复弯折？

玻璃为什么一掰就碎？

要理解折叠屏里的玻璃为什么能弯，得先从普通玻璃为什么容易碎说起。

玻璃有一个很特别的性格：它很硬，却很脆。硬，意味着它不容易被刮出痕迹，也不容易发生明显的形变；脆，则意味着受到足够大的力时，它不像金属那样可以先发生较大的塑性变形，而是可能直接断裂。

但真正决定玻璃“命运”的，往往不是玻璃内部有多坚硬，而是它的表面有没有缺陷。

普通玻璃易碎，

表面的微小裂纹可能让断裂迅速发生

图片来源：维基百科

看起来光滑完整的玻璃，表面实际上很难做到绝对完美。生产、切割、抛光和搬运过程中，都可能留下非常微小的划痕、凹坑或其他缺陷。这些缺陷就像玻璃身上的“小伤口”。

当玻璃受到外力时，应力并不会在整个表面上平均分布，而可能集中在这些缺陷附近。尤其是在裂纹尖端，应力集中会让原本很小的裂纹进一步扩展。一旦裂纹开始向前生长，玻璃的断裂往往会非常迅速。这也是为什么一块看起来坚硬无比的玻璃，可能只是受到一次不太大的撞击，就突然“啪”地碎掉。

30微米的玻璃，为什么既能弯，

又没有脆到一碰就碎？

折叠屏首先要解决的，是一个非常直接的问题：怎样让玻璃能够弯起来？答案之一，就是把它做薄。

就像是一张厚纸板和一张打印纸。厚纸板很难弯曲，而普通打印纸却可以轻松弯起来。它们都是纸，为什么表现差这么多？

从纸板到薄纸，

厚度的变化也会改变材料的弯曲能力

图片来源：编辑自维基百科

因为弯曲时，材料内部不同位置承受的变形程度并不一样。对于一块正在弯曲的材料来说，越靠近外侧的部分，需要承受的拉伸或压缩变形越明显。在弯曲半径相同的情况下，材料越厚，表面需要承受的应变就越大。所以，把玻璃做薄，就能显著降低弯曲时需要承受的应变。这也是折叠屏盖板玻璃需要做到几十微米厚度的重要原因。

以我国目前公开的超薄柔性玻璃产品为例，30微米已经成为一个重要的厚度尺度。2023年，中关村论坛曾展示过厚度仅30微米的柔性可折叠玻璃，约为普通A4纸厚度的几分之一；到2026年，国内30微米级超薄柔性玻璃已经进入折叠手机等应用领域。

但问题又来了，玻璃越薄，不就越容易受到损伤吗？

没错。“做薄”解决的是玻璃能不能弯的问题，却没有彻底解决玻璃会不会裂的问题。于是，还需要第二个办法：强化玻璃表面。

超薄柔性玻璃要薄且不易碎

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其中一种重要方法叫作离子交换强化。它的思路并不复杂：把玻璃表面的小离子换成更大的离子，让玻璃表面产生一层“向内压”的力量。

以常见的钠钙硅酸盐等玻璃体系为例，玻璃表面含有钠离子。把玻璃放进含有钾离子的熔盐中后，一部分钠离子会被更大的钾离子替换。钾离子占据的位置更大，但周围的玻璃结构又不可能一下子跟着“膨胀”，于是表面就像被硬生生挤紧了，形成一层压应力。

这层压应力有什么用？还是回到刚才那道“小伤口”。

如果裂纹受到拉伸，裂口更容易张开；而玻璃表面处于压缩状态时，就相当于给裂纹的张开和扩展增加了一道阻力。因此，离子交换并不是把玻璃变成了柔软材料，而是改变了玻璃表面的应力状态，让它更不容易因为微小缺陷而发生断裂。

这也就形成了折叠屏超薄玻璃非常关键的组合：做薄，让玻璃能够弯；强化，让它弯了以后不容易裂。

能弯，还得经得住反复折

如果只是把玻璃弯一下，其实还不是最难的。真正困难的是：弯一次没事，弯几十万次呢？

超薄玻璃可以弯曲，但真正的挑战，

是如何让它经得起一次又一次的弯折。

图片来源：南方日报

折叠屏每天都可能经历多次打开和合上。一次弯折，玻璃会经历一次应力变化；再次展开，又经历一次相反方向的变化。这样不断循环，材料表面那些原本不起眼的微小缺陷，就有可能在反复应力作用下逐渐发展。因此，折叠屏玻璃面对的并不是简单的“能不能弯”，而是一个更加苛刻的问题：能不能在反复弯折中一直阻止裂纹扩展？

如果只追求更薄，理论上确实可以让它越来越容易弯。但与此同时，玻璃的制造、切割、抛光和表面处理都会变得更加困难，任何细小缺陷都可能影响最终的可靠性。因此，真正优秀的超薄柔性玻璃，并不是单纯追求一个最低厚度。还要尽可能控制玻璃表面的缺陷，并通过强化手段提高抗损伤能力。

而材料科学家还在尝试从另一个方向解决问题：能不能让玻璃本身就更适合弯曲？这里就涉及一个材料学概念——杨氏模量。

杨氏模量曲线图

图片来源：维基百科

简单来说，杨氏模量可以理解为材料抵抗弹性变形的能力。一般来说，杨氏模量越低，材料在受到相同作用时越容易发生弹性变形。

但玻璃的柔韧性，也不只是靠“做薄”。2026年的一项研究发现，通过调整玻璃的化学组成，用氧化硼和五氧化二磷部分替代二氧化硅，可以把玻璃的杨氏模量从约72吉帕斯卡（GPa）降到53吉帕斯卡（GPa），让它更容易弯曲，同时也表现出更好的抗裂性能。

这意味着，未来想让玻璃更适合折叠，并不一定只能继续“减肥”。改变玻璃本身的组成，也可能成为提高柔韧性的路径。

玻璃没有变软，

材料科学改变了它的边界

说到底，折叠屏里的超薄柔性玻璃仍然是一块玻璃。它没有从玻璃变成塑料，也没有获得什么神奇的“柔性”。改变的是人类对这种材料的控制方式。

我们可以把它做得足够薄，让它能够承受折叠所需要的弯曲；可以通过化学强化，在表面建立压应力层，抑制微裂纹扩展；还可以进一步调整玻璃的化学组成，让它拥有更加适合弯曲的力学性能。于是，一种过去被认为“硬而脆、不能弯”的材料，开始能够承担新的任务。

工人正在查看超薄柔性玻璃

图片来源：科技日报

这也是材料科学有意思的地方。材料的性能并不是一成不变的。同样是玻璃，厚度不同、组成不同、表面状态不同，它的表现就可能完全不同。

从建筑玻璃到汽车玻璃，从手机屏幕到航天器件，很多新材料并不是凭空诞生的，而是人们不断重新认识已有材料，再通过改变它们的结构、组成和制造方式，打开新的性能空间。

折叠屏只是其中一个很直观的例子。我们看到的是手机屏幕从中间折了起来。但在那层只有几十微米厚的玻璃背后，真正发生的，是材料科学对一个老问题的重新回答：不是“玻璃能不能弯”，而是我们能不能把玻璃设计成一种可以承受弯曲的玻璃。这大概也是一块“老”材料面对新技术时，最有意思的一次转身。

1.https://www.nfnews.com/content/K3BDDjrkoY.html

2.https://www.stdaily.com/web/gdxw/2026-04/27/content_508979.html

3.https://www.kepuchina.cn/article/articleinfo?business_type=100&ar_id=711021

作者：蝌蚪君审核：刘颖 李培元 张超 杨柳审核专家：薛斌 上海海洋大学副教授，中国化学会《化学通讯》编委、《无机盐工业》青年编委

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