Bizarre Eigenschaften des Glases enthüllt


Wissenschaftler haben in den bizarren Eigenschaften des Glases, die verhält sich manchmal wie ein Feststoff und einer Flüssigkeit, eine bahnbrechende Entdeckung gemacht.

Der Befund könnte Flugzeuge, die aussehen wie Wonder Woman Flugzeug. Solche Flächen hätte Flügel aus Glas oder etwas als metallisches Glas, anstatt völlig unsichtbar.

Der Durchbruch beteiligt nur was für Glas ist Jahrzehnte alte Probleme zu lösen. Es ist bekannt, dass das trotz solide Erscheinung, Glas und Gele tatsächlich in einem "verklemmt" Zustand der Materie sind – irgendwo zwischen flüssig und fest – das bewegt sich sehr langsam. Atome in einem Glas sind wie Autos im Stau in so etwas wie Suspended Animation, nicht in der Lage, ihr Ziel zu erreichen, da die Route von ihrem Nachbarn blockiert wird. Obwohl Glas eine harte Substanz ist, wird es also nie ganz eine ordnungsgemäße solide, Chemiker und Materialien Wissenschaftlern zufolge.

Arbeit konzentriert sich bisher auf versuchen, den Stau zu verstehen, aber jetzt Paddy Royall an der University of Bristol, mit Kollegen in Canberra und Tokio hat gezeigt, dass Glas nicht zu festem Untergrund aufgrund der besonderen atomaren Strukturen, die in einem Glas zu bilden, wenn es abkühlt.

Ikosaeder Marmeladen

Einige Materialien kristallisieren wie sie kühl, arrangieren ihre Atome in ein sehr regelmäßiges Muster ein Gitter nannte, Royall sagte, aber obwohl Glas "" ein Kristall sein will, als es kühlt die Atome werden eingeklemmt in eine fast zufällige Anordnung, die verhindern, dass es ein regelmäßiges Gitter bilden.

In den 1950er-Jahren schlug Sir Charles Frank in der Physik-Abteilung bei Bristol, dass die Anordnung der "Marmelade" bilden sollten, was ein Ikosaeder nennt, aber zu der Zeit er nicht in der Lage war, es zu beweisen.

Ein Ikosaeder ist wie ein 3-d-Fünfeck, und so, wie Sie eine Bodenfliese mit Fünfecken können nicht, können nicht füllen Sie 3-d Raum mit Ikosaeder, Royall erklärt. Das heißt, können Sie kein Gitter aus Fünfecken.

Wenn es um Glas Frank gedacht geht, gibt es ein Wettbewerb zwischen Kristallbildung und Fünfecke, der den Bau eines Kristalls verhindert. Wenn eine Flüssigkeit abkühlen und es eine Menge von Fünfecken macht und die Fünfecke überleben, kann nicht der Kristall bilden.

Es stellt sich heraus, dass Frank Recht hatte, Royall sagte, und sein Team dies experimentell bewies. Sie können nicht sehen, was passiert mit Atomen, wie sie cool weil sie zu klein sind, so dass Royall und seine Kollegen verwendet spezielle Teilchen genannt Kolloide, die Atome, imitieren aber groß genug, um mit State-of-the-Art-Mikroskopie sichtbar sind. Das Team einige abgekühlt und beobachtet, was passiert ist.

Was sie fanden war, dass das Gel diese Teilchen auch "will" einen Kristall sein, aber es nicht zu einer infolge der Bildung von Icosahedra-artige Strukturen – genau wie Frank es vorausgesagt hatte.

"Es ist die Bildung dieser Strukturen, die hinter gestaute Materialien und erklärt, warum ein Glas ein Glas und keine Flüssigkeit ist — oder eine solide," Royall sagte.

Die Ergebnisse sind detailliert in den 22 Juni-Ausgabe der Zeitschrift Nature Materials. Die Forschung wurde zum Teil durch einen Zuschuss aus dem Ministerium für Bildung, Kultur, Sport, Wissenschaft und Technologie sowie der Royal Society unterstützt.

Jetliner Katastrophenprävention

Kenntnis des Aufbaus von Atomen gebildet, wie ein Glas kühlt stellt einen Durchbruch im Verständnis der Meta-stabilen Materialien und ermöglicht weitere Entwicklung neuer starke, aber dennoch leichte Materialien genannt metallische Gläser, sagte er, bereits verwendet, um einige Golf-Clubs. Dieses Zeug ist in der Regel glänzend schwarzes in der Farbe, nicht transparent, durch eine Menge von freien Elektronen (man denke an Quecksilber in einem alten Thermometer).

Metalle kristallisieren normalerweise wenn sie kühl, aber Stress baut sich entlang der Grenzen zwischen Kristalle, Metall Ausfall führen kann.

Zum Beispiel der weltweit erste Jetliner, die Briten gebaut De Havilland Comet, fiel aus dem Himmel Metall Ausfall. Wann werden Metalle werden unternommen, um Cool mit der gleichen internen Struktur als ein Glas und ohne Kristall Korngrenzen, sie sind weniger wahrscheinlich zum Scheitern verurteilt, Royall sagte. Metallische Gläser für eine ganze Reihe von Produkten, über Golfclubs, geeignet sein könnte, die wie Flugzeugtragflächen und Motorteile flexibel sein müssen, sagte er.

Glas ist nicht das, was es scheint

Royall ist Teil einer Gruppe von Wissenschaftlern, die meinen, wenn Sie lange genug, vielleicht Milliarden von Jahren warten, ganz aus Glas wird schließlich zu einem wahren soliden kristallisieren. Das heißt, ist Glas nicht in einen Gleichgewichtszustand (obwohl es auf diese Weise zu uns während unserer begrenzten Lebenszeit scheint).

"Dies nicht allgemein akzeptiert ist," sagte Royall LiveScience. "Unsere Arbeit gehen irgendwie zu diesem Punkt mehr akzeptiert. "Ich denke, es gibt eine wachsende Gewicht der Beweise dafür, dass sicherlich viele Gläser""ein Kristall soll."

Noch, Glas "sieht aus wie eine Flüssigkeit und dies ist eines der großen Rätsel, die wir irgendwie gegangen um zu lösen," Royall sagte. "Es hat immer gedacht, dass Glas dieselben Struktur hat wie eine Flüssigkeit, und dass ist warum es aussieht wie es. Es muss nicht dieselbe Struktur wie Flüssigkeit."

  • Video: Roboswift, der fliegende Vogel
  • 10 Technologien, die Ihr Leben verändern wird
  • Große Erfindungen: Quiz selbst
Verwandte Artikel

Stadt von vor Erfindung des Rades enthüllt

Eine prähistorische Stadt, die unter unberührt geblieben waren dieBoden in der Nähe von Syrien seit 6.000 Jahren ist jetzt Hinweise über die ersten Städte enthüllt.im Nahen Osten vor der Erfindung des Rades. Die Stadt, namens sagen Zeidan, datiert zwische...

Die dunkle Seite des Perfektionismus enthüllt

Perfektionisten streben per definitionem das beste versucht, ace Prüfungen, sorgfältig auf ihre Arbeit und perfekte Kinder großzuziehen. So dass man, dieses Streben nach dem Ideal meinen könnte über ihre Gesundheit sowie übersetzt, Perfektionist, wobei Mo...

Neuen Zustand des Lichts enthüllt mit Photon-Fangmethode

Ein theoretischer Physiker hat erklärt, einen Weg, um Partikel von Lichtphotonen genannt, schon bei Raumtemperatur erfassen, ein Kunststück dachte nur möglich am Knochen schrecklich kalten Temperaturen. Alex Kruchkov, Doktorand an der Eidgenössischen...

Die Ursprünge des Olivenbaums enthüllt

Die Olive war im östlichen Mittelmeerraum vor, entsprechend der neuen Forschung 8.000 bis 6.000 Jahren domestiziert. Die Ergebnisse, veröffentlicht heute (5. Februar) in der Zeitschrift Proceedings of the Royal Society B basieren auf die genetische A...

Plankton-Friedhöfe in erste digitale Karte des Meeresbodens enthüllt

Eine neue digitale Karte der Zusammensetzung des Meeresbodens zeigt "mikrofossile" Friedhöfe vor der Küste von Australien, sowie andere komplexe Tiefsee Geologie. Veröffentlicht in der Zeitschrift Geologie Aug. 9, ist die interaktive Karte onlin...

Neue Baby Bild des Universums enthüllt

Astronomen haben ein neues "Baby-Bild" des Universums veröffentlicht. Das All-Sky-Bild stützt sich auf neun Jahre lang Daten aus ein Raumschiff, das jetzt im Ruhestand die Wilkinson Mikrowellen Anisotropie Probe (WMAP) genannt. WMAP im Jahr 2001...

Das neue Tesla Denkmal enthüllt auf Long Island sollte für die UNO

Tomislav Nikolic befindet sich auf einer Kampagne. Ein, er will die Welt wissen, Wissenschaftler und Erfinder Nikola Tesla war super. Und zwei, er will die Welt wissen, dass Tesla serbische war. Der erste Teil ist bis dato ein Kinderspiel. Der zweite Teil...

Möglicher Schlüssel zu des Lebens Chemie in 50-j hrige Experiment enthüllt

Ein altes Experiment, nach mehr als 50 Jahren wiederentdeckt kann zeigen, wie Vulkane – und möglicherweise chemische Reaktionen weit von der primitiven Erde im Weltraum – eine Rolle spielte bei der Schaffung der ersten Aminosäuren, die Bausteine des Leben...

Geheimnis des hoch aufragenden Monsterwellen enthüllt

Tödliche Monsterwellen, die 100 Fuß hoch oder höher plötzlich scheinbar von nirgendwo aus dem Meer steigen könnte Forschung nun enthüllt. Zu verstehen, wie solche monströsen Wellen Form führen könnte, zu Möglichkeiten, um vorherzusagen, wann könnten sie e...

Nie zuvor gesehene Phase des Planeten Geburt enthüllt

Astronomen studieren ein Neugeborenes Star gefangen haben einen detaillierten Blick auf Planeten bilden um ihn herum, enthüllt eine nie-vor gesehen Stufe der planetarischen Evolution. Große Gas riesigen Planeten scheinen eine Lücke in der Scheibe aus Mate...

Marina Abramović enthüllt Pläne für ihre Beerdigung, "letzte Stück des Künstlers"

Performance-Künstlerin, 67, will drei Körper – ein reales, zwei gefälschte – begraben in den Städten lebt in der längsten und Sänger Antony Hegarty durchführen Marina Abramović hat bereits ihre eigene Beerdigung geplant, die ihre letzte Vorstellung arbeit...

Fotos: Geschlecht des seltenen Wolfswelpen enthüllt

Ein Wurf von fuzzy wenig Mähnenwolf Welpen geboren in einem Naturschutz-Zentrum in Virginia ihren ersten Checkup, enthüllt die entzückenden Tiere Sex zum ersten Mal bekommen haben. Das Urteil? Es ist ein Junge und ein Junge und ein Mädchen und ein Mädchen...

Top 10 faszinierenden Wahrheiten enthüllt über Augen

Unsere Augen sind nicht nur ein Organ, die uns helfen, die Dinge zu sehen, aber sie sind erstaunlich Körperteile und zahlreiche erstaunliche Eigenschaften besitzen. Die Farbe der Augen fügt ein Plus an unsere Schönheit. Hier sind die Top 10 faszinierenden...

Versteckte Funkeln in Renaissancefresken enthüllt

Ein neuer Blick auf alten Gemälden zeigt nie zuvor gesehene Details von zwei Renaissance Kunstwerke, darunter versteckten Dekorationen in Silber und Gold. Die versteckten Akzente erscheinen auf Fresken in der Kapelle des Theodelinda in der Kathedrale von...