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
 |  Автор: Максим Григорьев
Жидкое стекло оказалось новым состоянием вещества
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.

"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.

 


Не пропусти другие интересные статьи, подпишись:
Мы в социальных сетях
x
Для удобства пользования сайтом используются Cookies. Подробнее...
This website uses Cookies to ensure you get the best experience on our website. Learn more... Ознакомлен(а) / OK