玻璃是液體嗎？帥登深加工玻璃為您解密
美國物理學(xué)家正在制作一個(gè)中子靜電懸浮室，用于將一滴液態(tài)金屬懸浮在半空中，進(jìn)而調(diào)查金屬液滴冷卻成玻璃進(jìn)程中的原子活動。
懸浮室將幫忙科學(xué)家掀開玻璃疑團(tuán)。
我們通常簡略地認(rèn)為，玻璃便是設(shè)備在窗戶上的東西，但實(shí)際上，玻璃也是一種物質(zhì)形狀，就像氣態(tài)、液態(tài)或許固態(tài)一樣。全部液體都能變成玻璃，僅僅難易程度不同算了。美國華盛頓大學(xué)圣路易斯分校物理學(xué)家肯尼斯·凱爾頓標(biāo)明：“4000年前，生活在美索不達(dá)米亞的人就開端運(yùn)用玻璃，但我們至今仍不了解液體怎樣變成玻璃的進(jìn)程。這是最幽默的動力學(xué)進(jìn)程之一。 ”
這次研討中運(yùn)用的液體為金屬，例如鈦、鋯、鎳、鉑以及合金（兩種或更多種金屬的混合物）。假如能夠快速冷卻，這些液態(tài)金屬也能變成玻璃，而不是固體。要害的問題是有必要讓這些液態(tài)金屬處于不與容器等其他物質(zhì)接觸的情況。運(yùn)用容器更簡單讓液態(tài)金屬變成固態(tài)而不是玻璃。為了進(jìn)行這種實(shí)驗(yàn)，液態(tài)金屬有必要在真空中飄浮，不接觸其他任何東西。這也便是為何要運(yùn)用懸浮室。
懸浮室將運(yùn)用電極誘導(dǎo)金屬液滴表面的電荷。在此之后，電磁場將擔(dān)任讓液滴在一個(gè)點(diǎn)上堅(jiān)持懸浮情況。另一臺機(jī)器“散變中子源”將發(fā)生中子束，政策直指懸浮液滴。研討人員計(jì)劃讓中子擔(dān)任光線的 “替身”，構(gòu)成一個(gè)中子顯微鏡用以研討液體。穿過液滴進(jìn)程中，中子能夠與液滴中的原子發(fā)生相互作用。當(dāng)中子在液滴另一面出現(xiàn)時(shí)，它們會因液滴中的原子擺放呈現(xiàn)出一種一同的結(jié)構(gòu)。
凱爾頓說：“我們期望懸浮室實(shí)驗(yàn)可認(rèn)為我們供應(yīng)有關(guān)液體中從未被研討的東西的信息。假如原子在液體中移動，我們能夠經(jīng)過中子穿過的辦法了解這種移動。 ”在室溫下以固態(tài)存在的金屬有必要被置于高溫環(huán)境以堅(jiān)持液態(tài)。研討人員計(jì)劃選用激光束照耀液體樣本以堅(jiān)持加熱情況，然后調(diào)整激光束能量進(jìn)而調(diào)度溫度，讓液態(tài)金屬冷卻成玻璃。
固體具有組織非常嚴(yán)密的結(jié)構(gòu)，相比之下，液體中的原子擺放則較為失調(diào)，以不斷改動的不規(guī)則結(jié)構(gòu)調(diào)集在一同。從表面上看，玻璃更像是固體，但內(nèi)部原子擺放卻更挨近液體。它們也會發(fā)生改動，僅僅速度比固體更為緩慢，這也便是為何舊玻璃挨近底部的本地更厚。
物理學(xué)家標(biāo)明，雖然玻璃中的原子在一定程度上隨機(jī)擺放，但它們實(shí)際上要比表面看起來更為安穩(wěn)。絕大多數(shù)原子或許被它們的鄰居禁閉在一定方位，對于移動的原子來說，其周圍的原子也不得不發(fā)生移動。因此，玻璃活動的僅有要素便是內(nèi)部很多原子的一同移動。
凱爾頓及其團(tuán)隊(duì)在懸浮室進(jìn)行的前期實(shí)驗(yàn)閃現(xiàn)，原子以有序結(jié)構(gòu)調(diào)集在一同可構(gòu)成島狀物。這些島狀物似乎能夠煩擾在固體中構(gòu)成的更大結(jié)構(gòu)，它們的存在阻遏液體變成固體，讓液體堅(jiān)持一種較為失調(diào)的情況。但對于島狀物怎樣發(fā)揮作用或許全部玻璃中是不是都存在這種現(xiàn)象，研討人員并沒有達(dá)到一致意見。他們期望將來的懸浮室實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚬?yīng)新條理。
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