物質(zhì)是由分子、原子構(gòu)成的,我們通常所見(jiàn)的物質(zhì)往往是氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)三種狀態(tài)?,F(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(bào)道,德國(guó)康斯坦茨大學(xué)的科學(xué)家發(fā)表在《美國(guó)科學(xué)院院報(bào)》(PNAS)上的一項(xiàng)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(duì)科學(xué)家來(lái)說(shuō)有很大的吸引力,當(dāng)物質(zhì)從液體轉(zhuǎn)化為固體時(shí),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(wú)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(dú)特的形狀,使得研究人員的粒子更具有方向性。
通過(guò)測(cè)試了流體中不同密度的粒子,跟蹤了它們運(yùn)動(dòng)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(wú)法旋轉(zhuǎn),但它們?nèi)匀豢梢砸苿?dòng),形成“液態(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(yùn)動(dòng)發(fā)生凍結(jié),而平移運(yùn)動(dòng)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?tīng)顟B(tài)實(shí)際上是液態(tài)和固態(tài)相互轉(zhuǎn)變競(jìng)爭(zhēng)過(guò)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(xì)胞到整個(gè)宇宙系統(tǒng)中所有無(wú)法解釋的紊亂狀態(tài)。
關(guān)鍵詞: