Разгадана тайна "двуличности" стекла

Не смотря на то, что стекло внешне подобно твердому телу, его молекулы не образовывают правильную кристаллическую решетку и постепенно перемещаются с места на место, как в жидкости. До сих пор было неясно, почему стекло так себя ведет.

Однако недавно международная команда исследователей сообщила, что ей стало известно, каким образом стекло приобретает свои необычные свойства. Это открытие может дать толчок к появлению новых материалов, совмещающих в себе лучшие свойства металла и стекла.

В своих исследованиях ученые использовали гель с 2-микронными частицами пластика для имитации поведения стекла во время охлаждения. Внедренные в гель пластиковые частицы ведут себя точно также как молекулы стекла, но они достаточно велики, чтобы их можно было увидеть при помощи микроскопа.

Чтобы сымитировать температурные изменения, ученые постепенно добавляли в гель второй полимер, и в конечном счете смесь перешла в стеклоподобное состояние.

При помощи конфокального (софокусного) микроскопа, способного показывать трехмерные структуры, исследователи обнаружили, что пластиковые частицы сформировали двадцатигранные образования с пятикратной симметрией. Такая форма не дает частицам образовывать постоянную трехмерную кристаллическую решетку, которая наблюдается у твердых веществ, одновременно не допуская свободного перемещения, характерного для жидкости.

Трехмерная анимация двадцатигранника (822 Кб).

Руководитель исследования, Патрик Роял (Patrick Royall), считает, что молекулы настоящего стекла ведут себя точно также. Т.е. кристаллизоваться до конца не могут, но и свободно перемещаться тоже.

В течение 50 лет считалось, что за "двуличностью" стекла стоят многогранные структуры. Но лишь настоящее исследование смогло подтвердить этот постулат в лабораторных условиях.  Популярные статьи новости науки и техники только на нашем портале.

Оригинал (на англ. языке): Newscientist.com

• Грибы как компьютерные чипы: учёные создают «живую память» из шиитаке
• Учёные создали трёхслойное микрофлюидное устройство для сверхэффективного охлаждения электроники
• Обычный кристалл оказался идеальным материалом для технологий на сверхнизких температурах
• Учёные научились превращать снимки атомно-силового микроскопа в точные 3D-модели движений белков
• Учёные создали уникальный гидрогель для «неклонируемых» меток безопасности
• Роботы нового поколения: в Caltech создали систему, которая может ходить, ездить и летать
• Учёные создали 3D-печатные материалы, которые полностью гасят вибрации
• Квантовые кристаллы: как учёные из Оберна открыли путь к новой технологической революции