Прочные бутылочки, необходимые для борьбы с Covid

Работник фармацевтической компании стоял наверху лестницы, держа в руке крошечный стеклянный флакон. Они протянули пузырек, вглядываясь в землю тремя этажами ниже, и уронили пузырек. Нарочно.

«Это было невероятно, говорит Роб Шаут, научный директор Corning Pharmaceutical Technologies. Он стал соавтором стекла, из которого изготавливали флакон, и ему рассказал об инциденте на лестничной клетке покупатель, который хотел проверить, насколько прочным было стекло.

Сотрудники неназванной фирмы пытались разбить флаконы во время стресс-тестов в своей лаборатории, но не смогли, поэтому они спустились по лестнице.

«Это было самое серьезное испытание, которое они могли найти», добавляет д-р Шаут.

Corning производитель Gorilla Glass, специально усиленного стекла, используемого для изготовления сверхпрочных экранов смартфонов. Но компания имеет долгую историю и, среди прочего, также изобрела ранние версии оптоволоконного кабеля, используемого для интернет-коммуникаций.

Это одна из немногих фирм, производящих стеклянные флаконы для фармацевтической промышленности, где контейнеры для лекарств или вакцин должны соответствовать чрезвычайно высоким стандартам безопасности, в том числе быть небьющимися и устойчивыми к экстремальным температурам.

Среди других компаний отрасли немецкая Schott, основанная Фридрихом Отто Шоттом, который изобрел боросиликатное стекло в 1897 году. Этот упрочненный материал до сих пор используется для изготовления фармацевтических контейнеров, и Шотт говорит, что три четверти мировых проектов вакцины против Covid-19 используют его продукты. Но в последнее время Corning привлекла внимание отрасли благодаря своей прочности стекла Valor, которое было представлено в 2017 году.

«По сути, это стекло Gorilla Glass для фармацевтики», говорит Стивен Фокс, аналитик из исследовательской компании Fox Advisors.

Corning заявляет, что флаконы, изготовленные из стекла Valor, будучи настолько прочными, можно наполнить гораздо быстрее на производственных площадках, что увеличивает скорость производства до 50%. Это потенциально важная особенность в год, когда миру требуются миллиарды доз вакцины в как можно более короткие сроки.

Более быстрое наполнение возможно отчасти из-за способности флаконов выдерживать большие механические нагрузки. Но это также связано с тем, что благодаря специальному покрытию флаконы создают меньшее трение, когда сотни флаконов трутся друг о друга на производственной линии. Скорее, они быстро скользят вместе аккуратными группами и с меньшей вероятностью упадут и потребуют ручного вмешательства.

Стекло состоит из кварца, содержащегося в песке, который плавится и смешивается со следами других материалов. В случае Valor алюминий, кальций и магний добавляются для увеличения прочности материала.

Во время производства стекло Valor плавится и горячее формование в трубки, которые охлаждают и повторно нагревают перед формованием в пузырьки. Доктор Шаут объясняет, что следующий шаг включает метод химического упрочнения, аналогичный тому, который используется для стекла Gorilla Glass.

При погружении пузырьков в ванну с расплавом соли ионы натрия в стекле заменяются более крупными ионами калия. По словам доктора Шау, это «набивает» поверхность стекла, делая ее более жесткой. «Когда мы это делаем, поверхность стекла подвергается сжатию, что делает его очень и очень прочным».