• Wetenschap

Vloeibaar glas is de nieuwste bizarre staat van materie om tot bestaan ​​te sijpelen

• 2026

Kryptoniet en kyber-kristallen lijkt misschien een van de meest ongelooflijke natuurlijk voorkomende stoffen in sci-fi (en op fictieve planeten), maar de dingen hier op aarde kunnen nog vreemder worden.

Het is geen gesmolten glas en noch vast noch vloeibaar - maar wetenschappers hebben nu ontdekt een nieuwe staat van materie die bekend staat als vloeibaar glas . De afzonderlijke deeltjes kunnen bewegen, maar niet roteren. Vloeibaar glas komt voor in colloïden , waarbij de ene stof door de andere wordt gedispergeerd, hoewel geen van beide stoffen kan scheiden of bezinken zoals in oplossingen of suspensies. Wanneer bepaalde colloïden dicht genoeg worden, wordt hun structuur in deze glazige toestand verknoeid. Dat zal zo blijven totdat de structuur weer geordend is.

Natuurkundige Matthias Fuchs en scheikundige Andreas Zumbusch van de Universiteit van Konstanz in Duitsland hebben de toestand van vloeibaar glas in een laboratorium geïnduceerd door colloïden te gebruiken die ze zelf hebben gemaakt. Nadat ze deeltjes hadden gebruikt in een vorm waarmee nog nooit eerder is geëxperimenteerd, wilden ze zien wat er gebeurde tijdens de glasovergang en kreeg iets waardigs Superman of Star Wars .

het beleg van jadotville ouders gids

Suspensies van ellipsoïdale colloïden vormen een onverwachte toestand van materie, een vloeibaar glas waarin rotaties worden bevroren terwijl translaties vloeibaar blijven, Fuchs en Zumbusch zei in een onderzoek dat onlangs is gepubliceerd in PNAS . Beeldanalyse onthult tot nu toe onbekende nematische voorlopers als karakteristieke structurele elementen van deze staat. De wederzijdse obstructie van deze vertakte clusters verhindert vloeibaar kristallijne orde.

Toen Fuchs en Zumbusch dit fenomeen nader onder de loep namen, stuitten ze op één groot probleem. Alle tot nu toe bestudeerde colloïden bevatten bolvormige deeltjes die geen oriëntatie hebben. Het is onmogelijk om te zeggen waar een bol naar toe is gericht, omdat hij geen begin en geen einde heeft, tenzij iemand de ondankbare taak wil om microscopisch kleine pijlen op elk deeltje te schilderen. Wat de wetenschappers in plaats daarvan deden, was polymeerchemie gebruiken om kleine plastic deeltjes te produceren (die nog steeds groter waren dan atomen of moleculen) die ze vervolgens uitrekten tot een elliptische vorm. Deze werden vervolgens opgenomen in een oplosmiddel om een ​​colloïde te creëren.

Onder een optische microscoop vertoonden de deeltjes veranderingen in positie en beweging die een aantal nooit eerder vertoonde arrangementen onthulden die bijna ongelooflijk waren.

Om een ​​kristallijne structuur te kunnen vormen, moet deze precies die structuur hebben: een geordende structuur. Glas is bizar omdat het misschien solide aanvoelt, maar eigenlijk noch vast noch vloeibaar is. Je merkt misschien dat de onderkant van een oudere ruit net iets dikker is dan de bovenkant omdat glas extreem langzaam naar beneden sijpelt. Sommige vloeibare kristallen worden nematisch na het bereiken van een glazige staat. Dit betekent dat de moleculen evenwijdig zijn, en hoewel ze kunnen rondzweven, kunnen ze niet roteren. Dit onvermogen om te roteren betekent dat ze zichzelf niet op de juiste manier kunnen manoeuvreren en herschikken om een ​​solide kristallijne structuur te bereiken.

Vloeibaar glas met ellipsoïde deeltjes is een betere afspiegeling van wat er werkelijk gebeurt in de natuur of technologie. Je krijgt in geen van beide situaties te veel perfect bolvormige deeltjes, en als dat zou gebeuren, zou het gebrek aan oriëntatie van de deeltjes het alleen maar moeilijker maken om simulaties en daadwerkelijke gebeurtenissen van deze vreemde toestand van materie te bestuderen. Door de concentraties van de deeltjes te veranderen, konden de wetenschappers verschuivingen in beweging en rotatie zien die hen anders zouden zijn ontgaan. Ze zagen dat glazige toestanden voorkwamen bij specifieke dichtheden wanneer de rotatie bevroor.

film op basis van seks

Dit betekent niet dat kristalvorming gedoemd is. Vloeibaar glas gaat maar zo lang mee als de deeltjes in het colloïde, vastzitten in een vergelijkbare oriëntatie, clusters vormen en elkaar in de weg zitten. Wanneer deeltjes genoeg energie hebben, plus de juiste druk en het juiste volume, om weer te roteren, gaan ze van een vloeibare glastoestand naar een vloeibaar kristal terwijl ze zichzelf in de juiste volgorde beginnen te herschikken.

De toestand van vloeibaar glas kan het lang gezochte paradigma opleveren waarin het samenspel tussen kritische evenwichtscorrelaties en kritische vertraging versus glasvorming microscopisch kan worden bestudeerd, Fuchs en Zumbusch zeiden: .

Dus gebeurt dit met kryptoniet terwijl het kristalliseert, of wat? Alleen een echte Kryptonian zou het antwoord weten.