Переключиться на мобильную версию

Жидкое стекло оказалось новым состоянием вещества

Стекло, как это может показаться обыденным, - материал удивительно загадочный. Теперь ученые из Университета Констанца определили новое состояние вещества, называемое жидким стеклом, которое обладает некоторыми необычными свойствами.
Новое состояние вещества обнаружили в жидком стекле
Новое состояние вещества обнаружили в жидком стекле
freepik

Это стойкое заблуждение, что стекло уже является жидкостью, распространяемое учителями средней школы и экскурсоводами. Но технически это не так: стекло - это аморфное твердое тело. Обычно, когда вещество переходит из жидкости в твердое тело, ранее свободно текущие атомы выстраиваются в твердое кристаллическое образование. Но со стеклом дело обстоит иначе: его атомы "застывают" в неупорядоченном состоянии.

По крайней мере, так обычно бывает. В новом исследовании исследователи обнаружили форму стекла, в которой атомы проявляют сложное поведение, которое никогда раньше не наблюдалось в объемном стекле. По сути, атомы могут двигаться, но не могут вращаться.

Читай также: Самовосстанавливающееся стекло для смартфонов создали из льняного масла

Команда сделала это открытие в модельной системе коллоидных суспензий. Эти смеси состоят из крупных твердых частиц, взвешенных в жидкости, что облегчает ученым наблюдение за физическим поведением атомов или молекул. Обычно эти частицы представляют собой сферы, но для этого эксперимента команда использовала эллиптические частицы, чтобы они могли определить, в каком направлении они указывают.

Исследователи протестировали различные концентрации частиц в жидкости, отслеживая, насколько хорошо они могут двигаться и вращаться. В конце концов они обнаружили, что при более высоких концентрациях частицы блокируют друг друга от вращения, но они все еще могут двигаться, образуя состояние жидкого стекла.

Диаграмма, показывающая положение и ориентацию эллиптических частиц команды в состоянии жидкого стекла
Диаграмма, показывающая положение и ориентацию эллиптических частиц команды в состоянии жидкого стекла
Research groups of Professor Andreas Zumbusch and Professor Matthias Fuchs

"При определенных плотностях частиц ориентационное движение застыло, в то время как поступательное движение сохранялось, что приводило к образованию стекловидных состояний, в которых частицы сгруппировались в локальные структуры с аналогичной ориентацией", - говорит Андреас Зумбуш, ведущий автор исследования.

Читай также: Ученые смогли сварить между собой стекло и металл

Команда говорит, что наблюдаемое поведение происходит от двух конкурирующих процессов стеклования, взаимодействующих друг с другом. Жидкое стекло предсказывалось десятилетиями, и новое наблюдение предполагает, что аналогичные процессы могут происходить и в других стеклообразующих системах.

"Это невероятно интересно с теоретической точки зрения", - говорит Маттиас Фукс, старший автор исследования. "Наши эксперименты предоставляют своего рода свидетельство взаимодействия между критическими колебаниями и застывшим светом, которого научное сообщество добивается уже довольно долгое время".

Исследование было опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Напомним, ранее сообщалось, что была обнаружена новая форма вещества.

Хотите знать важные и актуальные новости раньше всех? Подписывайтесь на Bigmir)net в Facebook и Telegram.

 
Комментариев (0)
Оставляя комментарий, пожалуйста, помните о том, что содержание и тон Вашего сообщения могут задеть чувства реальных людей, непосредственно или косвенно имеющих отношение к данной новости. Пользователи, которые нарушают эти правила грубо или систематически, будут заблокированы.
Полная версия правил
Осталось 300 символов
Реклама
Мы в соцсетях
Реклама
Реклама
Для удобства пользования сайтом используются Cookies. Подробнее здесь