Новый способ производства стекла

Уникальный метод изготовления стекла был обнаружен исследователями из университетов Дюссельдорфа и Бристоля.

Ученые применили метод, управляющий тем, как атомы в пределах вещества упорядочены друг относительно друга. Результаты опубликованы в издании Physical Review Letters.

Во время охлаждения жидкости ниже температуры таяния она либо кристаллизуется, либо превращается в стекло. Стекло — специфическое состояние вещества: у него механические свойства твердого тела, но аморфная структура жидкости.

Еще в 1952 году сэр Чарльз Фрэнк из университета Бристоля утверждал, что структура стекол не слишком беспорядочна, как структура жидкости, а, скорее, напоминает двушапочную квадратную антипризму.

Хотя эти мотивы были недавно обнаружены в экспериментах и компьютерных моделях стеклянных материалов, не была достаточно понятна роль, которую они играют в том, как жидкость становится стеклянным телом.

Исследователи создали новый тип стекла на компьютере, стимулируя атомы сплава никеля и фосфора формировать многогранник. После этого жидкость уже не текла — она стала твердым телом. Другими словами, ученые установили, что жидкость может превратиться в стекло не только в результате охлаждения, но и в результате изменения структуры.

Доктор Пэдди Роял сказал, что новый метод, разработанный с помощью компьютерного моделирования жидкостей, выполнен на суперкомпьютере BlueCrystal: в модели атомы стимулировали формировать больше многогранников.

«Несмотря на то, что сформировано было множество многогранников, атомы оставались разупорядоченными по сравнению со структурой кристаллов. Это значит, что сформированное тело является стеклом», отметил он.

„Полученные результаты означают, что структура может управлять тем, будет ли материал жидкостью или твердым телом, и, таким образом, открыт новый способ проектирования стекол: например, металлические стекла, значительная легкость и прочность которых обещают их захватывающее применение, а также халькогенидные стекла, которые применяются в устройствах памяти и памяти с изменением фазового состояния, потенциальной технологии хранения данных будущего“, заключил доктор Томас Шпек.

12.11.2012