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物理学家在玻璃的固液转移研究中,发现了固体和液体(凝胶等)之间的新物质状态被称为“液体玻璃”的新物质状态。
化学合成球状聚合物核壳胶体粒子,用不同的荧光基染色。 然后,将胶体粒子进行热机械拉伸,使其成为椭球状,冷却稳定化解决后,混合到适当的溶剂中。 这样制造的胶体粒子的尺寸为微米级,比原子和分子大,使用光学显微镜容易注意研究。 并且,由于其独特的形状,该粒子更具方向性。
德国康斯坦茨大学软集合状态理论教授马蒂亚斯·福克斯说:“我们的实验在理论上非常感兴趣,为临界波动和玻璃状块体之间相互作用的存在提供了证据,是科学界一直在研究的问题。”
材料从液体变为固体后,分子一般会排列生长过程中有序的晶体结构,但玻璃则不然,其分子会被锁定在无序的状态。 研究中改变了悬浮液中的粒子浓度,用共聚焦显微镜跟踪了粒子在三维空间中的平移和旋转运动。 粒子密度达到一定程度后,旋转自由度被冻结,平移运动依然存在,粒子呈椭圆体状,因此可以注意旋转自由度被冻结时粒子的立场。 他们发现,这些粒子凝聚形成取向近似的局部玻璃状结构,在材料内部形成阻滞,阻止液晶的形成。 这种状态被称为液态玻璃,意味着这些粒子的柔软性比玻璃中的分子高。
康斯坦茨大学物理化学系教授安德烈亚斯·祖姆布什解释说:“我们的粒子以独特的形式具有方向性,与球状粒子不同,引起了全新的、至今未被研究过的许多噪声现象。”
事实上,液态玻璃是由相互竞争的两种玻璃态跃迁的相互作用产生的:一种是有序相变,另一种是非平衡相变。 其中,影响液体玻璃制造的重要因素是粒子的形状和浓度。 此前,液体玻璃是理论预测,但研究人员希望此次发现有助于更好地理解玻璃的状态变化是如何在微纳米尺度下工作的。
该研究进一步表明,这一发现不仅是玻璃系统,同样的动力学也可能有助于揭示从最小的生物细胞到整个宇宙系统,都无法解释的许多复杂系统和无序情况背后的原因。 同时也有助于指导胶体上层结构的自组装、液晶器件未来的快速发展等生产应用。
(原题:科学家发现了新的物质状态) (这篇文章来自澎湃信息,越来越多的原始信息请下载“澎湃信息”app )信息推荐。
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标题:“科学家发现全新物质状态:介于固态和液态之间的“液态玻璃””
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