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科学家发现新物质状态“液态玻璃”

来源:电子说 2021/1/6 13:39:06

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中玻网】据外媒报道,看似平凡的玻璃其实是一种非常神秘的材料。现在来自康斯坦茨大学的科学家们已经发现了一种新的物质状态--液体玻璃,它有着一些不寻常的特性。通常情况下,当一种物质从液体变为固体时,原先自由流动的原子会排列成刚性晶体,但玻璃的情况并非如此:它的原子则是在无序状态下“冻结”的。

  至少通常情况都是这样的。在这项新研究中,研究人员发现了一种玻璃的新形式,其中的原子表现出一种复杂的行为,这是以前在大块玻璃中从未见过的。本质上是,原子可以移动但不能旋转。

  该研究小组在一个胶体悬浮液模型系统中发现了这一点。这些混合物是由悬浮在流体中的大型固体颗粒组成,这使得科学家更容易观察到原子或分子的物理行为。正常情况下,这些粒子是球形的,但在这次实验中,研究小组却使用了椭圆形粒子,这样他们就可以知道它们指向的是哪个方向。

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  研究人员测试了流体中不同浓度的粒子、追踪它们移动和旋转能力。他们发现,在浓度较高的情况下,这些粒子会阻止彼此旋转,但它们仍可以移动并形成液态玻璃状态。

  该研究的主要论文作者Andreas Zumbusch指出:“在特定的粒子密度下,定向运动停止,而平移运动保持不变,这导致粒子聚集形成具有相似定向的局部结构的玻璃状态。”

  液态玻璃已经被预测了几十年,现在,新的观察表明类似的过程可能在其他玻璃形成系统中也有作用。

  该研究的论文作者Matthias Fuchs表示:“从理论的角度来看,这是非常有趣的。我们的实验为临界波动和玻璃阻滞之间的相互作用提供了证据,这是科学界一直在研究的问题。”

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