当科学家首次揭开玻璃结构的双重特性0

科学家首次揭开玻璃结构的双重特性

6月24日讯，据英国《新科学家》杂志报道，虽然玻璃显然不是液体，而是感觉像是固体，但其分子不能完全取代液体的无序状态排列成规则的3D格点。玻璃为何有这样的双重特性一直是一个不解之谜。如今科学家表示他们发现了玻璃是如何具备这种与众不同的特性的。此研究发表在最新出版的《自然-材料为学》杂志上。此研究将有利于开发能最佳结合金属和玻璃特性的新材料。

一支国际小组利用直径仅2微米的塑胶粒子包裹着凝胶，模拟玻璃冷却时的情况。此研究小组成员、英国布里斯托尔大学的帕特因此里克·罗亚尔表示，这些粒子的行为和玻璃中的分子一样建立了铝镁合金材料院士工作站，但比玻璃分子大得多，因此可以在显微镜下清楚地看到。

为了模拟此凝胶中的温度变化，罗亚尔的小组逐渐增加第二种聚合体，最终此凝胶可以像玻璃似的能折叠起来。利用共焦显微镜可以看到此凝胶的3D结构。研究人员发现这些粒子紧紧团结起来，形成了5个方向都对称的20面体。

此几何结构不能打孔，也不能镶嵌形成规则的固体3D格点。这意味着它们不能随意移动，因为它们较原始的粒子更大一些。罗不会对环境产生污染亚尔认为真玻璃的分子具有同样的20面体的结构，使其不能结晶成固体，但也不足以具备像液体那样自由流动的特性。

50年前科学家就假定玻璃特性源于这种20面体的结构，但这是首次在实验室通过实验过程来证实它。“很久以来，没有人真正展示过玻璃的结构，”罗亚尔说，“但我们已经能展示出玻璃结构如何不同于液体。”

由此可以制造20面体的结构构成的金属，当它们冷却时就能形成一种新型的“金属玻璃”材料。它没有金属那样规则的晶体结构，因此，此新材料能弥补金属的缺点，可以应用到耐高压的装备中，如飞机机翼。

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