水能制成玻璃?中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)科研人員給出了肯定答案。研究發(fā)現(xiàn)，通過(guò)調(diào)控粒子間的壓強(qiáng)等變化，可以提升玻璃的形成能力。
記者30日從中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校徐寧教授研究組在雙分散體系的玻璃形成能力的研究中取得了重要進(jìn)展，相關(guān)成果近日在線發(fā)表于《自然通訊》(NatureCommunications)上。
由水結(jié)成的冰是晶體，不是玻璃。然而在理論上，特定條件下水也可以形成玻璃而不是冰。玻璃是一種非晶體的固體，其內(nèi)部分子排列無(wú)序，結(jié)構(gòu)與液體相似，在形成過(guò)程中也沒(méi)有典型的相變特征。
因此，玻璃的本質(zhì)是長(zhǎng)期困擾凝聚態(tài)物理和材料科學(xué)界的一個(gè)難題。探索玻璃形成能力的控制因素對(duì)于玻璃材料的制備、理解玻璃化轉(zhuǎn)變和玻璃的本質(zhì)有重要的意義。
由單一原子或顆粒構(gòu)成的體系，由于易結(jié)晶，玻璃形成能力一般很差。化合物或不同組分組成的材料由于組成單元結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性以及在尺寸等方面的差異，可以形成幾何結(jié)構(gòu)阻挫來(lái)阻礙結(jié)晶，從而利于玻璃的形成。在眾多玻璃形成體系中，較為簡(jiǎn)單的一類(lèi)是由兩種粒徑不同的圓球構(gòu)成的模型體系(簡(jiǎn)稱(chēng)雙分散體系)。
徐寧研究組以雙分散體系為研究對(duì)象，通過(guò)研究表明，表征非平衡體系性質(zhì)的玻璃形成能力與熱力學(xué)平衡溫度有潛在的關(guān)聯(lián)。該研究同時(shí)給出了通過(guò)調(diào)節(jié)作用勢(shì)的強(qiáng)弱來(lái)調(diào)控玻璃形成能力的新方案，并且指出熔化溫度和壓強(qiáng)之間有好的線性關(guān)系的材料有利于玻璃的形成。