科学家刚刚证明了“液态玻璃”的存在

亚历克斯 亚历克斯2021年2月28日遵循
科学家刚刚证明了“液态玻璃”的存在

科学家似乎无法获得足够的玻璃。尽管这种材料非常常见,但仍有人在探索它,试图解开它的奥秘。现在,一组用这种材料进行实验的科学家偶然发现了一种20年前就被预测到的物质状态:液态玻璃。

你们中的一些人会马上跳起来断言玻璃已经是液体了。好吧,我不想打破你的世界,但事实证明这是一个不会消失的神话。玻璃并不是像一些人所说的移动速度非常慢的液体,除非我们谈论的是宇宙时间尺度,但它是一种不同寻常的固体。

晶体往往以整齐有序的模式排列,而玻璃则有不同的规则。科学家刚刚证明了“液态玻璃”的存在它的结构是随机的,不可预测的,所以它被称为无定形固体。虽然我们倾向于认为用于窗户和手机屏幕的硅基材料是玻璃,但任何坚硬的非晶固体都可以是玻璃。例如,塑料也是一种玻璃。

为什么玻璃是这样形成的,为什么除了在理论上不可能的条件下,它不能整齐地排成一排——这是一个谜,不断吸引科学家回到这种材料。这就是为什么一个来自德国的小组决定尝试一些新的东西。他们将直径从1微米到10微米的塑料颗粒与溶剂混合,形成所谓的胶体。

溶剂是一种物质,物质可以在其中溶解形成溶液,胶体可以是果酱或牛奶等任何东西。胶体可以形成玻璃,并且很容易研究,因为胶体中的颗粒比原子尺度大得多,可以在显微镜下观察到。

从那里,科学家们可以得出关于其他材料在更小范围内发生的事情的结论。用胶体做玻璃实验并不新鲜,但在此之前,一直都是用球形纳米颗粒做的。

在他们的实验中,科学家们决定使用椭球粒子,与球形粒子不同,椭球粒子有明确的方向。由于它们的形状,更容易分辨它们什么时候旋转,什么时候平移,或者前后左右移动。

研究人员表示,他们选择非球形塑料纳米颗粒是因为它们更像自然界中发现的不对称颗粒。直到最近,科学家们才有能力制造这些材料。

当研究人员在溶剂中悬浮一定密度的这些椭球颗粒时,它们就形成了玻璃。它们形成了刚性结构,不能旋转。但它们仍然可以来回移动,所以这些粒子可以说是处于液态。

研究人员意外地创造了一种新的物质状态!他们对自己的发现感到惊讶,于是深入研究了相关文献,发现了一篇20年前的论文,预测了这种情况可能会发生。

这篇论文没有预测到一些事情,比如取向相似的粒子如何聚集并形成结构,然后以随机角度与其他结构相交。科学家们怀疑这种行为可以解释为什么玻璃在冷却时形成看似随机的形状。

但关于玻璃的争论还远没有破裂。这一最新的发现可能反映了关于这种材料的一些隐藏的真相,但还有更多的研究要做,我很确定在未来很长一段时间里,玻璃将会吸引科学家们。

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