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科學(xué)家發(fā)現(xiàn)新物質(zhì)狀態(tài)“液態(tài)玻璃”

來源:電子說 2021/1/6 13:39:06

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中玻網(wǎng)】據(jù)外媒報(bào)道,看似平凡的玻璃其實(shí)是一種非常神秘的材料,F(xiàn)在來自康斯坦茨大學(xué)的科學(xué)家們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一種新的物質(zhì)狀態(tài)--液體玻璃,它有著一些不尋常的特性。通常情況下,當(dāng)一種物質(zhì)從液體變?yōu)楣腆w時(shí),原先自由流動(dòng)的原子會(huì)排列成剛性晶體,但玻璃的情況并非如此:它的原子則是在無序狀態(tài)下“凍結(jié)”的。

  至少通常情況都是這樣的。在這項(xiàng)新研究中,研究人員發(fā)現(xiàn)了一種玻璃的新形式,其中的原子表現(xiàn)出一種復(fù)雜的行為,這是以前在大塊玻璃中從未見過的。本質(zhì)上是,原子可以移動(dòng)但不能旋轉(zhuǎn)。

  該研究小組在一個(gè)膠體懸浮液模型系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)了這一點(diǎn)。這些混合物是由懸浮在流體中的大型固體顆粒組成,這使得科學(xué)家更容易觀察到原子或分子的物理行為。正常情況下,這些粒子是球形的,但在這次實(shí)驗(yàn)中,研究小組卻使用了橢圓形粒子,這樣他們就可以知道它們指向的是哪個(gè)方向。

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  研究人員測(cè)試了流體中不同濃度的粒子、追蹤它們移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)能力。他們發(fā)現(xiàn),在濃度較高的情況下,這些粒子會(huì)阻止彼此旋轉(zhuǎn),但它們?nèi)钥梢砸苿?dòng)并形成液態(tài)玻璃狀態(tài)。

  該研究的主要論文作者Andreas Zumbusch指出:“在特定的粒子密度下,定向運(yùn)動(dòng)停止,而平移運(yùn)動(dòng)保持不變,這導(dǎo)致粒子聚集形成具有相似定向的局部結(jié)構(gòu)的玻璃狀態(tài)!

  液態(tài)玻璃已經(jīng)被預(yù)測(cè)了幾十年,現(xiàn)在,新的觀察表明類似的過程可能在其他玻璃形成系統(tǒng)中也有作用。

  該研究的論文作者M(jìn)atthias Fuchs表示:“從理論的角度來看,這是非常有趣的。我們的實(shí)驗(yàn)為臨界波動(dòng)和玻璃阻滯之間的相互作用提供了證據(jù),這是科學(xué)界一直在研究的問題!

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