13 °C

Потвърдиха ново състояние на материята – течно стъкло

Изследователи от Университета в Констанц съобщават за ново състояние на материята, описано като „течно стъкло”, с неизвестни досега структурни елементи. Откритието хвърля светлина върху стария научен проблем за  същността на стъклото и неговите преходни състояния.

Макар че стъклото е повсеместен материал, който използваме ежедневно, то все още представлява голяма научна загадка. Истинската природа на стъклото остава неизяснена, а научното изследване на неговите химични и физични свойства все още е в ход. В химията и физиката самият термин стъкло е променлива концепция – той включва веществото, който познаваме като прозоречно стъкло, но може да се отнася и за редица други материали със свойства, които се обясняват с поведение, подобни на стъклото – такива материали са, например, метали, пластмаси, протеини и дори биологични клетки.

Стъклото е всичко друго, но не и конвенционално твърдо, въпреки че създава такова впечатление. Обикновено, когато материалът преминава от течно в твърдо състояние, молекулите се подреждат така, че да образуват кристален модел. В стъклото това не се случва. Вместо това молекулите ефективно „замръзват” на място, преди да се случи кристализация. Това странно и неподредено състояние е характерно за стъклото в различни системи и учените все още се опитват да разберат как точно се образува подобно метастабилно състояние.

Изследванията, ръководени от проф. Андреас Зумбуш (Катедра по химия) и проф. Матиас Фукс (Катедра по физика) – и двамата със седалище в Университета в Констанц, добавят още един слой сложност към стъклената загадка, отбелязва Phys.org. Използвайки моделна система, включваща суспензии от специално изработени елипсоидни колоиди, изследователите откриват ново състояние на материята – течно стъкло, в където отделни частици могат да се движат, но не могат да се въртят. Подобно сложно поведение досега не е било наблюдавано при насипни стъкла.

Колоидните суспензии са смеси или течности, които съдържат твърди частици с размери на микрометър (една милионна част от метър) или повече, те са по-големи от атомите или молекулите и следователно са подходящи за изследване с оптична микроскопия. Популярни са сред учените, изучаващи стъклените преходи, тъй като в тях се срещат много от явленията, характерни и за други стъклообразуващи материали.

Към днешна дата повечето експерименти, включващи колоидни суспензии, разчитат на сферични колоиди. По-голямата част от естествените и техническите системи обаче са съставени от несферични частици. Използвайки полимерна химия, екипът, воден от Андреас Зумбуш, създава малки пластмасови частици, като ги разтяга и охлажда, докато постигнат своите елипсоидни форми и след това ги поставя в подходящ разтворител.

„Поради различните си форми, нашите частици имат ориентация – за разлика от сферичните частици, което поражда изцяло нови и неизследвани досега видове сложно поведение”, обяснява Андреас Зъмбуш, професор по физическа химия и старши автор на изследването.

След това учените променят концентрацията на частици в суспензиите и проследяват както транслационното, така и въртеливото движение на частиците, използвайки конфокална микроскопия. „При определени плътности на частиците ориентационното движение замръзва, докато транслационното движение продължава, което води до стъклени състояния, при които частиците се групират, за да образуват локални структури с подобна ориентация”, разказва проф. Зъмбуш.

Това, което изследователите са нарекли течно стъкло, е резултат от взаимното преграждане на тези клъстери и посредничеството на характерни пространствени корелации с голям обсег. Те предотвратяват образуването на течен кристал, който би бил подреденото състояние на материята, очаквано от термодинамиката.

Всъщност изследователите наблюдават два конкурентни стъклени прехода – редовна фазова трансформация и неравновесна фазова трансформация, взаимодействащи помежду си. „Това е невероятно интересно от теоретична гледна точка”, казва Матиас Фукс, професор по теория на кондензираната материя в Университета в Констанц и втори старши автор на изследването. „Нашите експерименти предоставят доказателства за взаимодействието между критичните колебания и стъкления арест, което научната общност е търсила от доста време”. Течното стъкло остава теоретично предположение в продължение на двадесет години.

Резултатите от изследването предполагат, че подобна динамика може да действа и в други системи за образуване на стъкло. То може да хвърли светлина върху поведението на сложни системи и молекули, вариращи от много малки (биологични) до много големи (космологични). Изследването също така може потенциално да повлияе върху развитието на течните кристални устройства.

Източник: technews

Facebook коментари

Коментари в сайта

Хороскоп за 23.01.2021

Хороскоп за Овен

Овен
Усърдието в работата и във всичко, с което се занимавате днес ще има видими резултати. За да сте в синхрон с енергиите на деня, станете по-търпеливи, потиснете егото си и избягвайте ненужните спорове. Дайте път на творческите си виждания и следвайте сърцето си. Предстоят желани развития в интимната сфера.
23 яну 2021

Хороскоп за Телец

Телец
Днес вършите добре всичко, с което се захванете. Прозрач-ността на целите ви много ви помага при осъществяването им, по-ради което никой от заобикалящите ви няма съмнение какво точно искате. Организацията ви е на ниво, затова можете да се надявате на добри резултати. Постарайте се да отделите от времето си и за човека до вас, нека той не се чувства пренебрегнат.
23 яну 2021

Хороскоп за Близнаци

Близнаци
Съдбата ще ви предложи всичко онова, от което се нуждаете днес. В службата ще се вслушват в предложенията ви, зачитайки опита и умението ви да се сработвате с колегите. Имате планове, голяма част от които ще отсеете и ще пристъпите към реализацията им. Позабравени чувства също ще изплуват на повърхността.
23 яну 2021

Хороскоп за Рак

Рак
Очаква ви динамичен и успешен работен ден. С деловите си партньори ще стигате бързо до общи решения и резултатите няма да закъснеят. Ако стихията ви е търговията бъдете предпазливи. Имайте предвид, че начинанията свързани с чуждестранни партньори е възможно да претърпят промени. Момента е подходящ за стабилизиране в личен план.
23 яну 2021

Хороскоп за Лъв

Лъв
Не ангажирайте вниманието си с маловажни неща. Отговорността ви изисква да се концентрирате върху непосредствената си работа. Бизнесът ще ви носи очакваните резултати, изненади не се предвиждат. С партньор от миналото си е възможно да възобновите стара връзка, интересът ви към него набира преднина.
23 яну 2021

Хороскоп за Дева

Дева
От доста време изчаквате подходящия момент за решаваща стъпка в професионалните ви дела и днес ще ви се отдаде възможност да я осъществите. Предпочитате да не рискувате и това може да стане причина за противоречия между вас и партньорите ви, но в крайна сметка вие ще се окажете прави. Предстои ви стабилизация във финансово отношение.
23 яну 2021

Хороскоп за Везни

Везни
Анализирате в дълбочина делата, с които се занимавате и сте в състояние да предвидите кое е следващото нещо, което следва. Хората около вас се осланят на този факт, но не допускайте вие да носите отговорност и вместо тях. На някои от вас предстои пътуване в чужбина, което е свързано с много предизвикателства за вас, но и доста дивиденти.
23 яну 2021

Хороскоп за Скорпион

Скорпион
Загърбвате стари неща, които ви носят само тревоги и тръгвате по съвършено нов път, където ви очакват немалко шансове, стига да съумеете да ги използвате както трябва. Имате завидното свойство бързо да се приспособявате и това занапред ще ви бъде само от полза. Вашата тайнственост привлича представител на другия пол, опитайте се да балансирате нещата.
23 яну 2021

Хороскоп за Стрелец

Стрелец
Ще избегнете изненадите и нежеланите ситуации, стига да сте внимателни и да се съобразявате с обективните условия. При работа с остри предмети и огнеопасни материали, вземете мерки. Роднините ви ще се радват, ако споделяте повече от времето си с тях. Обмена на мисли и енергия по между ви са важни, не ги пренебрегвайте.
23 яну 2021

Хороскоп за Козирог

Козирог
Бъдете предпазливи при боравенето с пари. Има голяма вероятност да ги загубите или да ви измамят по някакъв начин. Успехът в работата ви е неизбежен, особено ако става дума за проект, по който отдавна работите. Жизненият ви потенциал е на много добро ниво, но поради различни обстоятелства сте склонни към грешки и значителни пропуски.
23 яну 2021

Хороскоп за Водолей

Водолей
Гледате обективно на заплетена ситуация на работното си място и се опитвате да намерите подходящ начин за решаването й. Това ви издига в очите на околните, особено на онези, които не осъзнават сериозността на положението. Сътрудничеството ви с колега ще бъде ползотворно само при условие че приемате мнението му за равносилно на вашето и сте готови на компромиси.
23 яну 2021

Хороскоп за Риби

Риби
Възможно е да изпаднете в колебания. Податливи сте на импулси, каращи ви да свършите на мига всичките си задачи, но в следващия момент възниква друго и това забавя темпото ви. Каквото и да усещате, нещата ще се случват. Решавайте проблемите в движение и мислете позитивно, без да таите гняв в душата си към никого.
23 яну 2021
Последни новини