液态玻璃被发现是新的问题

2021-01-09 08:28:20

看起来平凡的是,玻璃是一种令人惊讶的神秘材料。现在,康斯坦茨大学的科学家们已经确定了一种叫做液态玻璃的新物质状态,该物质具有一些不寻常的特性。

人们一直误以为,玻璃杯早已是一种液体,并被错误告知的高中老师和导游散布。但这在技术上并不正确–玻璃是无定形的固体。通常,当一种物质从液体转变为固体时,以前自由流动的原子排列成刚性晶体。但是玻璃不是这种情况:玻璃的原子在无序状态下会“冻结”。

至少,通常情况就是这样。在这项新研究中,研究人员发现了一种玻璃,其中的原子表现出一种复杂的行为,这在大块玻璃中是前所未有的。本质上,原子可以移动但不能旋转。

该团队在胶体悬浮液的模型系统中做出了这一发现。这些混合物由悬浮在流体中的大固体颗粒组成,使科学家更容易观察原子或分子的物理行为。通常,这些粒子是球体,但是对于该实验,研究小组使用了椭圆形的粒子,以便可以分辨出它们指向的方向。

研究人员测试了流体中不同浓度的颗粒,跟踪了它们运动和旋转的程度。最终,他们发现在较高的浓度下,粒子相互阻挡而无法旋转,但它们仍然可以移动,形成液态玻璃状态。

该研究的主要作者安德烈亚斯·祖姆布施(Andreas Zumbusch)说:“在一定的粒子密度下,定向运动冻结,而平移运动持续,导致玻璃态,在该状态下,粒子聚集形成具有相似定向的局部结构。”

研究小组说,观察到的行为来自两个相互竞争的相互竞争的玻璃化转变。液态玻璃已经被预测了几十年,新的观察结果表明,类似的工艺可能在其他玻璃成型系统中起作用。

该研究的资深作者Matthias Fuchs说:“从理论上讲,这是非常有趣的。” “我们的实验提供了证据,证明了科学界已经关注了很长时间的临界波动与玻化逮捕之间的相互作用。”