От х:

Днес в x:

-1 °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 19.01.2021

Хороскоп за Овен

Овен
Ще доведете до край започнати дела или други, не по-малко важни за вас начинания. Очаквани новини, постигане на споразумения и подписване на договори са сред положителните развития, които ще ви носят доволство. На трудностите не се спираме, те са част от играта, наречена живот и без тях не бихте били това, което сте.
19 яну 2021

Хороскоп за Телец

Телец
Съсредоточете се, от обективната ви оценка ще зависят делата ви не само днес, но и в бъдеще. Разногласията ви с хора, които не са запознати с проблемите в работата ви е налице, но въпреки това ще се представите на ниво. С други ще установите ползотворно сътрудничество, което ще продължи за дълго.
19 яну 2021

Хороскоп за Близнаци

Близнаци
Без да се притеснявате от ничие мнение, открито ще изразите отношението си към нещата и хората, носещи ви спокойствие и душевен комфорт. Ще ги приобщите към себе си и заедно ще сътворите нещо значимо. Материални придобивки за по-напористите от вас, но и другите ще има какво да ги радва.
19 яну 2021

Хороскоп за Рак

Рак
Добро начало на седмицата и най-вече за професионалните ви дела през следващите дни. Партньорски договорености ще ви направят по-смели в работата по реализацията на конкретни задачи от сферата на общите ви интереси. Други ще поставят начало на нов бизнес или друга заетост, за която са се подготвяли. Развития и в личен план.
19 яну 2021

Хороскоп за Лъв

Лъв
Успявате да се справите с изненадите, които ви поднасят конкурентите ви. Подходът ви е доста гъвкав и ви позволява много по-голяма свобода на действие. Може да се изкушите да предприемете доста рисковано начинание. Печалбата наистина може да е внушителна, но преди да достигнете до нея ще се наложи да преминете през доста тежки изпитания.
19 яну 2021

Хороскоп за Дева

Дева
Ще се възползвате от добрите си позиции в професионалните, обществени и бизнес-среди и с лекота ще преодолеете възникващите затруднения. Здравето ви изис-ква достатъчно сън, витамини и повече спокойствие. Въздържайте се от спорове, дори да считате, че те могат да са полезни или заради влечението си към тях.
19 яну 2021

Хороскоп за Везни

Везни
С дипломатически похвати ще излезете от деликатна ситуация, потискайки емоции и пристрастия. Имате опит и от по-сложни моменти, а и мотивацията ви е налице, от вас се очаква много. Ако изразите уважението си към жените в живота ви, ще заздравите връзките помежду ви. Романтична вечер за много от вас.
19 яну 2021

Хороскоп за Скорпион

Скорпион
Възможно е да сте повече натоварени, но затова пък ще успеете да се справите с нещата, които зависят от вас. Само трябва да вярвате на хората около себе си. А може би точно това е възможно да ви убягва днес. Постарайте се да не бъдете подозрителни. Ще бъде добре, ако се погрижите и за себе си.
19 яну 2021

Хороскоп за Стрелец

Стрелец
Ценете по-добре времето си днес, имате толкова много задачи. Останалите от миналото ви проблеми ще напомнят отново за себе си. Истина е, че трябва да приключите веднъж за винаги с тях, за да не ви връщат пак и пак. Имате силна интуиция, послушайте я. Бъдете внимателни при работа с бързо оборотни машини.
19 яну 2021

Хороскоп за Козирог

Козирог
Не изпадайте в меланхолия, вдигнете поглед, опитайте се да не мислите само за любимия човек. Проблемите между вас няма да намалеят с безконечни анализи и самообвинения. Ако вие сте сгрешили с нещо намерете сили да поискате прошка. Съсредоточете се в работата си и оживете скучната атмосфера там.
19 яну 2021

Хороскоп за Водолей

Водолей
С хъс и желание ще работите за справяне с трудностите, които възпрепятстват работата ви и в крайна сметка ще успеете. Наред с това ще обърнете внимание и на други не по-малко важни неща, каквито са семейството и нуждите на близките ви. Позволете си повече нежност в отношението си към тях, заслужили са го.
19 яну 2021

Хороскоп за Риби

Риби
Насочете енергията си в делови начинания. Ще имате бързи реализации, а в личен план – постигнати мечти. С печелившите си идеи ще впечатлите бизнес – партньори и колеги. Не са ви чужди желания за развлечение и романтична близост. Дава ви се да имате силно влияние върху другите, направете така, че да повдигнете духа им.
19 яну 2021
Последни новини