Новости Технологии

Китайские ученые получили два вида коллоидного стекла

Полученное учеными коллоидное стекло. Красным представлены частицы, преимущественно вращающиеся вокруг своей оси, а синим — совершающие поступательные движения. Иллюстрация авторов исследования.

В рамках опыта с эллиптическими частицами физики обнаружили сразу два вида коллоидного стекла. Статья ученых появилась в журнале Physical Review Letters (pdf), а ее краткое изложение приводится на сайте Американского физического общества.

Стеклом называется твердое метастабильное (то есть состояние неустойчивого равновесия) состояние вещества, при котором у него отсутствует кристаллическая решетка и некоторые признаки кристаллизации наблюдаются только на малых масштабах. Изучение перехода в стеклообразное состояние представляет для ученых значительный интерес: например, многие расплавы при быстром охлаждении превращаются в стекло, которое по своим свойствам может сильно отличаться от твердого состояния вещества. Вместе с тем никаких общепринятых теорий в этой области нет.

В рамках исследования ученые моделировали переход в стеклообразное состояние коллоидной жидкости — обычной воды, в которую были помещены пластиковые частицы, представлявшие собой эллипсоиды вращения с осями 3,33 микрометра и 0,56 микрометра. Слой коллоидной жидкости был зажат между двумя параллельными стеклами. Наблюдения проводились при помощи микроскопа и видеокамеры.

Главным параметром, который, как оказалось, управляет поведением частиц, оказалась безразмерная величина, характеризующая среднюю долю единичного объема, занимаемого частицами. В частности, если эта величина меньше 0,72, то частицы могут, под воздействием броуновского движения молекул воды, совершать как вращательные, так поступательные движения. Если отношение оказывалось в пределах от 0,72 до 0,79, то у частиц пропадала возможность вращаться, однако возможность совершать поступательные движения сохранялась (ученые назвали такое состояние первым типом коллоидного стекла). Наконец дальнейшее повышение концентрации приводило к окончательному превращению коллоидной жидкости в стекло (второй вид коллоидного стекла).

По словам ученых, наличие двух этапов перехода (предсказанное еще в работах физиков в конце 90-х годов прошлого века) в стеклянное состояние объясняется эллиптической формой частиц — в прежних опытах переход в стеклообразное состояние был одноэтапным, поскольку использовались сферические частицы. Сами исследователи надеются, что собранные ими данные помогут в создании теоретической основы для описания трансформации веществ в стеклообразное состояние.

По маитериалам: Лента.ру.

 

(Всего 14, сегодня 1)

Похожие новости

Найден лёгкий способ изготовления «суперконденсаторов» на плёнках оксида графита

newsmaker

Рада приняла закон об индустриальных парках

newsmaker

Раскрыта тайны кампании «Победитель получит Землю»

newsmaker

Оставить комментарий