Вчені розгадали таємницю структури скла

Вперше вчені склали карту структури металевого скла на атомному рівні, що наблизило їх до розуміння того, де закінчується рідина і починається тверде тіло в склоподібних матеріалах.

Вчені розгадали таємницю структури скла.

Дослідження, проведене Monash University і опубліковане в Physical Review Letters, спирається на нещодавно розроблену методику одного з найбільш точних електронних мікроскопів з високою роздільною здатністю. Предмет дослідження – структура металевого скла на основі цирконію (Zr). Отримані результати можуть пояснити загадку того, як формується скло або невпорядковані тверді тіла.

Ми використовуємо скло повсюдно, але дуже мало хто домагаються блискучого прогресу в освоєнні цього чудового матеріалу. У процесі формування рідкого скла розплав не стає твердим у різних точках, але стає в’язким, поки не знаходить жорсткість. Коли формуються кристалічні тверді тіла – типу графіту, солі та алмазів – раптово вони стають жорсткими, оскільки атоми утворюють звичні періодичні структури. Скло ніколи не формується впорядкованими атомними решітками, при цьому зберігає неупорядковану структуру рідини, незважаючи на твердість.

Така невпорядкована структура дає склу унікальні властивості. Металеве скло має більш високе відношення міцності до ваги, ніж алюмінієві і титанові сплави, а тому є дуже перспективним матеріалом для створення конструкцій в біо і мікроелектромеханічних системах.

Доктор Амелія Лю зі школи фізики Монашського університету і Монашського центру електронної мікроскопії з групою дослідників з’ясувала, що структура цирконієвого скла не випадкова, а складена ефективно розташованими 13-атомними ікосаедральними кластерами.

У ікосаедра 20 граней, 12 вершин і 12 осей симетрії, а отже він не може бути упакований в упорядковану тривимірну кристалічну структуру.

«Давно передбачається, що ікосаєдри є ключовими атомними структурами в основі металевих стекол і можуть лежать в основі формування скла. Ми отримали перше експериментальне підтвердження цього факту. Наші результати вказують шлях до розуміння того, як скло переходить з рідкого стану в твердий – вирішення великої проблеми в сучасній фізиці конденсованих середовищ».

Радимо прочитати нову статтю Власники Lumia 800 і 710 отримають велике оновлення 27 червня, в ній ви знайдете багато цікавої інформації.

Дослідники розробили нову методику розсіювання електронів. Шляхом аналізу дифракційних картин у наномасштабних обсягах скла, вчені змогли ідентифікувати симетрії в окремих атомних кластерав цирконієвого скла. Попередні методики не могли надати достатньо деталей для аналізу.

Напишіть відгук

Ваша пошт@ не публікуватиметься. Обов’язкові поля позначені *

*

Можна використовувати XHTML теґи та атрибути: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>