“液態玻璃”被發現遭科學證實,20年來第一次(組圖)


雖然玻璃是我們日常生活中普遍使用的材料,但它同時也存在難解的科學問題。與人們可能預期的相反,玻璃的真實性質仍然是個科學謎題,對其化學和物理性質的科學研究仍在進行中。

事實上,在化學和物理學中,玻璃一詞本身就是一個可變的概念:它包括我們所知的窗玻璃物質,但它也可以指一系列其他材料,這些材料的性質可以通過類似玻璃的行為來解釋,例如,包括金屬、塑料、蛋白質,甚至生物細胞。

雖然玻璃可能會給人留下印象,但它絕不是傳統的固體。通常,當一種物質從液態轉變為固態時,分子排列成一排形成晶體圖案。在玻璃中,這種情況不會發生。相反,在結晶發生之前,分子被有效地凍結在原地。這種奇怪和無序的狀態是不同系統玻璃的特徵,科學家們仍在試圖理解這種亞穩態究竟是如何形成的。

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現在,來自康斯坦茨大學的科學家們已經發現了一種玻璃的新的物質狀態——液體玻璃,此次發現的液態玻璃具有從前未知的結構元素,這也提出了關於玻璃及其轉變性質的新見解。

值得一提的是,膠體懸浮液是含有固體顆粒的混合物或流體,其尺寸為微米(百萬分之一米)或更大,比原子或分子大,因此非常適合用光學顯微鏡進行研究。迄今為止,大多數涉及膠體懸浮液的實驗都依賴於球形膠體。然而,大多數自然和技術系統是由非球形粒子組成的。

此次研究中,研究小組利用聚合物化學方法製造出小塑料顆粒,拉伸並冷卻它們,直到它們變成橢球狀,然後將它們放入合適的溶劑中。由於其獨特的形狀,使得研究人員的粒子更具有方向性。