奧推網

選單
遊戲

中科大解密玻璃形成能力關鍵因素

水也能做出玻璃?中國科技大學科研人員給出了肯定答案。近日,該校物理學院徐寧教授研究組在雙分散體系玻璃形成能力的研究中取得重要進展,相關成果於6月24日線上發表在《自然通訊》雜誌。

由水結成的冰是晶體,不是玻璃;然而在理論上,特定條件下水也可以形成玻璃而不是冰。玻璃是一種非晶體固體,其內部分子排列無序,結構與液體相似,在形成過程中也沒有典型的相變特徵。因此,玻璃的本質是長期困擾凝聚態物理和材料科學界的一個難題。

在物理學家的眼裡,幾乎所有的液體在特定條件下都可以形成玻璃:液體在快速降溫或加壓的情況下會避開結晶而形成過冷液體,並可能在更低的溫度下形成玻璃。然而,不同的材料形成玻璃的能力有顯著的差異。探索玻璃形成能力的控制因素對於玻璃材料的製備、理解玻璃化轉變和玻璃的本質有重要的意義。

由單一原子或顆粒構成的體系,由於易結晶,玻璃形成能力一般很差。化合物或不同組分組成的材料由於組成單元結構的複雜性以及在尺寸等方面的差異,可以形成幾何結構阻挫來阻礙結晶,從而利於玻璃的形成。在眾多玻璃形成體系中,較為簡單的一類是雙分散體系。徐寧研究組以雙分散體系為研究物件,透過研究表明,表徵非平衡體系性質的玻璃形成能力與熱力學平衡溫度有潛在的關聯,從而建立起了非平衡和平衡體系的聯絡。該研究同時給出了透過調節作用勢的強弱來調控玻璃形成能力的新方案,並且指出,熔化溫度和壓強之間有好的線性關係的材料有利於玻璃的形成。(來源:安徽日報 作者:陳婉婉 )