科學家發現玻璃新狀態「液體玻璃」

據外媒報道,看似平凡的玻璃其實是一種非常神秘的材料。現在來自康斯坦茨大學的科學家們已經發現了一種新的物質狀態–液體玻璃,它有着一些不尋常的特性。通常情況下,當一種物質從液體變為固體時,原先自由流動的原子會排列成剛性晶體,但玻璃的情況並非如此:它的原子則是在無序狀態下「凍結」的。

至少通常情況都是這樣的。在這項新研究中,研究人員發現了一種玻璃的新形式,其中的原子表現出一種復雜的行為,這是以前在大塊玻璃中從未見過的。本質上是,原子可以移動但不能旋轉。

該研究小組在一個膠體懸浮液模型系統中發現了這一點。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,但在這次實驗中,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方向。

科學家發現玻璃新狀態「液體玻璃」

研究人員測試了流體中不同濃度的粒子、追蹤它們移動和旋轉能力。最終他們發現,在濃度較高的情況下,這些粒子會阻止彼此旋轉,但它們仍可以移動並形成液態玻璃狀態。

該研究的主要論文作者Andreas Zumbusch指出:「在特定的粒子密度下,定向運動停止,而平移運動保持不變,這導致粒子聚集形成具有相似定向的局部結構的玻璃狀態。」

液態玻璃已經被預測了幾十年,現在,新的觀察表明類似的過程可能在其他玻璃形成系統中也有作用。

該研究的資深論文作者Matthias Fuchs表示:「從理論的角度來看,這是非常有趣的。我們的實驗為臨界波動和玻璃阻滯之間的相互作用提供了證據,這是科學界一直在研究的問題。」

來源:cnBeta