物質(zhì)是由分子、原子構(gòu)成的,我們通常所見的物質(zhì)往往是氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)三種狀態(tài)。現(xiàn)在,科學(xué)家又發(fā)現(xiàn)了一種全新的物質(zhì)狀態(tài)。
據(jù)外媒報道,德國康斯坦茨大學(xué)的科學(xué)家發(fā)表在《美國科學(xué)院院報》(PNAS)上的一項新研究指出,他們發(fā)現(xiàn)一種介于固態(tài)和液態(tài)(如凝膠)之間的新物質(zhì)狀態(tài),稱之為“液態(tài)玻璃”。
玻璃化轉(zhuǎn)變對科學(xué)家來說有很大的吸引力,當(dāng)物質(zhì)從液體轉(zhuǎn)化為固體時,它們的分子通常排列成晶體。而在在玻璃(和玻璃狀材料)中,分子往往處于凍結(jié)或自由無序的狀態(tài)。
研究中,研究人員利用聚合物化學(xué)方法制造出小塑料顆粒,拉伸并冷卻它們,直到它們變成橢球狀,然后將它們放入合適的溶劑中。由于其獨特的形狀,使得研究人員的粒子更具有方向性。
通過測試了流體中不同密度的粒子,跟蹤了它們運動和旋轉(zhuǎn)的程度。最終他們發(fā)現(xiàn),在較高的密度下,粒子相互阻擋而無法旋轉(zhuǎn),但它們?nèi)匀豢梢砸苿樱纬伞耙簯B(tài)玻璃”狀態(tài)。
康斯坦茨大學(xué)物理化學(xué)教授的安德烈亞斯·祖姆布施(Andreas Zumbusch)教授表示,在一定的粒子密度下,定向運動發(fā)生凍結(jié),而平移運動持續(xù),從而形成了介于固體和液態(tài)(如凝膠)之間的“液態(tài)玻璃”狀態(tài)。
研究人員表示,這種新狀態(tài)實際上是液態(tài)和固態(tài)相互轉(zhuǎn)變競爭過程,一種是規(guī)則相變,另一種是非平衡相變,而粒子的形狀和密度是形成這種形態(tài)的關(guān)鍵。
這將有助于我們更好地理解玻璃化轉(zhuǎn)變是如何在最小尺度下工作的,甚至不僅僅局限于玻璃,還有可能揭示從最小的生物細胞到整個宇宙系統(tǒng)中所有無法解釋的紊亂狀態(tài)。
責(zé)編AJX
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