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玻璃的真实属性到底是什么胶体蓄电池

发布时间：2022-09-09 16:13:56 来源：华鑫五金网

玻璃的真实属性到底是什么

在化学和物理学中，玻璃是一个易变的概念，它包括我们称为窗玻璃的物质，但它也可以指一系列其他材料，这些材料可以通过参考类似玻璃的行为来解释，包括例如金属、塑料、蛋白质、甚至生物细胞。

玻璃是我们每天使用的真正无处不在的材料，但它也代表了一个重要的科学难题。这些几乎随处可见的“玻璃”是种什么物质？是固体还是液体？与人们通常的想象相反，玻璃的真实属性一直是个谜，科学和化学性质的探索一直在进行中。

尽管可能会给人留下深刻的印象，但玻璃通常不是固体。当材料从液态转变为固态时，分子会排成一行，形成一个晶体图案。在玻璃中，这不会发生。而是在结晶发生之前将分子有效地冻结在适当的位置。这种奇怪而混乱的状态特征，科学家们一直在努力了解这种亚稳态的形成方式。

康斯坦茨大学化学系教授Andreas Zumbusch和物理系教授Matthias Fuchs领导的这项研究，刚刚为玻璃难题增加了另一层复杂性。科学家们使用一个包含量身定制的椭圆形胶体悬浮液的模型系统，发现了一种新的状态，即液态玻璃，其中单个粒子能够移动但无法旋转，这是大容量玻璃以前从未发现过的复杂行为。

胶体悬浮液是包含固体颗粒的混合物或流体，其尺寸大于微米（百万分之一米）或更大，大于原子或分子，因此非常适合用光学显微镜进行研究。它们在研究玻璃化转变的科学家中很受欢迎，因为它们具有许多在其他玻璃形成材料中也会发生的现象。

Zumbusch领导的团队使用高分子化学方法制造了小的塑料颗粒，将其拉伸并冷却，直至达到椭圆形，然后将其置于合适的溶剂中。物理化学教授Zumbusch解释说：“由于其形状各异，与球形颗粒相比，我们的颗粒具有定向性，这导致了全新的，以前未被研究的复杂行为。”如图所示椭圆形粒子在液体玻璃簇中的位置和方向。

然后，研究人员继续改变悬浮液中的颗粒浓度，并使用共聚焦显微镜跟踪了颗粒的平移和旋转运动。Zumbusch说：“在一定的颗粒密度下，定向运动冻结，而平移运动持续，导致玻璃态，颗粒聚集形成具有相似定向的局部结构。”研究人员称之为液态玻璃的原因是这些团簇相互阻碍并介导了特征性的远距离空间相关性。这些阻止了液晶的形成，该液晶将是热力学预期的物质的整体有序状态。

研究人员观察到，实际上是两个相互竞争的相互竞争的玻璃化转变-规则的相变和非平衡的相变。软凝聚理论物理学家Fuchs说：“从理论上讲，这是非常令人感兴趣的。” “我们的实验提供了证据，证明了科学界已经关注了很长时间的临界波动与玻璃状逮捕之间的相互作用。”对液态玻璃的预测一直是二十年来的理论推测。

结果进一步表明，类似的动力学可能在其他玻璃成型系统中起作用，因此可能有助于阐明复杂系统和分子的行为，这些分子和分子的范围从很小（生物学）到很大（宇宙学）。它还潜在地影响液晶装置的发展。