Физики показали, как и почему стекло становится твердым при охлаждении

N+1Наука

Самоорганизация неупорядоченных цепочек внутри стекла сделала его твердым

Александр Дубов

С помощью компьютерного моделирования физики показали, как и почему стекло становится твердым при охлаждении. Оказалось, что при превращении переохлажденной жидкости в аморфное твердое тело в материале возникает обширная разветвленная сеть частиц, на которые действует нескомпенсированная сила со стороны соседей. Это приводит к возникновению дальнодействующих корреляций в поле механических напряжений внутри стекла. Именно такие сети и делают стекло твердым, несмотря на его аморфную структуру, пишут ученые в Nature Communications.

В структуре стекол, в отличие от структуры кристаллов, дальнего порядка нет. Это аморфные системы — положение и ориентация соседних элементов (например тетраэдров SiO4 в случае силикатного стекла) в них жестко связаны, но при увеличении расстояния между элементами эта связь полностью теряется. В кристаллах именно система жестких химических связей обеспечивает твердость и не дает им разрушаться, а что служит заменой кристаллической структуре в аморфных телах и делает твердыми их, до сих пор до конца не понятно.

В 2018 году французский физик Эрик Дежюли предложил теоретическое объяснение твердости стекол при температуре абсолютного нуля. Его теория связывает напряженное состояние в аморфном твердом материале в отсутствие внешней нагрузки и температурных флуктуаций с размерностью пространства и показывает, что, несмотря на отсутствие упорядоченной структуры, в аморфном материале есть дальнодействующие корреляции в поле внутренних напряжений. Для любых аморфных твердых тел корреляционная функция изменяется по степенному закону 1/r

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

В гроте Мандрен обнаружили 48 обломков костей архаичных людей В гроте Мандрен обнаружили 48 обломков костей архаичных людей

Ученые проанализировали больше тысячи фрагментов костей из грота Мандрен

N+1
Анатомия преступления Анатомия преступления

Что могут рассказать насекомые, отпечатки пальцев и ДНК

kiozk originals
Ученые обнаружили планету, на которой возможно есть жизнь Ученые обнаружили планету, на которой возможно есть жизнь

Какая еще планета, кроме Марса, способна поддерживать жизнь?

Inc.
Ингибитор миостатина помог мышам сохранить кости и мышцы в космосе Ингибитор миостатина помог мышам сохранить кости и мышцы в космосе

В норме миостатин ограничивает рост мышц

N+1
Как психологическое состояние влияет на сексуальную жизнь Как психологическое состояние влияет на сексуальную жизнь

Половая жизнь — это не только физиология, но и сложный эмоциональный процесс

Правила жизни
Как побороть опухоль мозга и создать крупнейший инвестфонд в сфере выращивания морепродуктов Как побороть опухоль мозга и создать крупнейший инвестфонд в сфере выращивания морепродуктов

Сейчас в портфеле Эми Новогратц — 19 компаний, а на радаре — еще полторы тысячи

Forbes
Илья Ильф Илья Ильф

Правила жизни писателя Ильи Ильфа

Esquire
Похитители галош Похитители галош

Как старые вещи возвращаются к нам под новыми именами и с новыми ценами

Maxim
Кризис в красной зоне Кризис в красной зоне

История о самой смертоносной вспышке Эболы

kiozk originals
Квартирный вопрос: полезные лайфхаки для дома и кухни Квартирный вопрос: полезные лайфхаки для дома и кухни

Хотите облегчить уборку и всегда поддерживать дома порядок?

Cosmopolitan
Выскочки Выскочки

Как Uber, Airbnb и компании-убийцы из новой Кремниевой долины меняют мир

kiozk originals
«Как я стала писателем и сценаристом, несмотря на дисграфию» «Как я стала писателем и сценаристом, несмотря на дисграфию»

История Арины Чунаевой, которая всегда хотела стала писателем

Psychologies
Что там после смерти: как сериал ОА ищет ответы на главные вопросы мироздания Что там после смерти: как сериал ОА ищет ответы на главные вопросы мироздания

Сериал «ОА» замахнулся на тему загробной жизни — и смог с ней справиться

Esquire
15 мыслей Евгения Цыганова 15 мыслей Евгения Цыганова

Евгений Цыганов о Цое, Ефремове и самом себе

GQ
Контрацепция: что, когда и как рассказывать подросткам Контрацепция: что, когда и как рассказывать подросткам

Стоит ли нам говорить с подростками о контрацепции?

Psychologies
«Нельзя всё время думать только про свои деньги»: Игорь Рябенький — про сообщество ангелов AltaClub и перемены в глобальном венчуре «Нельзя всё время думать только про свои деньги»: Игорь Рябенький — про сообщество ангелов AltaClub и перемены в глобальном венчуре

Интервью с одним из ведущих венчурных инвесторов Игорем Рябеньким

Inc.
Правила жизни Стивена Кинга Правила жизни Стивена Кинга

Правила жизни мастера ужасов Стивена Кинга

Esquire
Самый богатый человек в Вавилоне Самый богатый человек в Вавилоне

Пересмотрено и адаптировано для XIX века

kiozk originals
Регуляторные генетические элементы помогли рыбкам отрастить новые плавники Регуляторные генетические элементы помогли рыбкам отрастить новые плавники

Обнаружены гены и другие последовательности, активные во время регенерации

N+1
Как Польшу «штыками прощупали» Как Польшу «штыками прощупали»

Чем закончилась предпринятая сто лет назад попытка советизации Польши?

Дилетант
Секреты домашнего мастера: лайфхаки на каждый день Секреты домашнего мастера: лайфхаки на каждый день

Домашний ремонт: нехитрые решения хитрых задач

Популярная механика
10 военных фильмов с самым большим количеством исторических ляпов 10 военных фильмов с самым большим количеством исторических ляпов

Для некоторых фильмов фраза «основан на реальных событиях» ничего не значит

Maxim
Моя прелесть Моя прелесть

Удовольствие не является достойной целью. К чему же нам стремиться?

Playboy
12 очаровательных городков Греции 12 очаровательных городков Греции

Мы всегда торопимся на пляжи островов. Хотя могли бы гулять по милым улочкам

GQ
Не помню – значит, не было Не помню – значит, не было

Зачем наш мозг обманывает нас, изменяя память?

Лиза
10 вариантов будущего через тысячу лет 10 вариантов будущего через тысячу лет

Попробуем посмотреть в далёкое будущее с позитивом

Популярная механика
Одни и те же грабли: как перестать на них наступать Одни и те же грабли: как перестать на них наступать

Человека, который дважды не наступал на одни и те же грабли, не существует

Cosmopolitan
Мне двадцать два года Мне двадцать два года

Елена Смолина об «Облаке в ее комнате», уверенном черно-белом дебюте о юности

Weekend
У птиц обнаружили сознание и схожую с млекопитающими архитектуру мозга У птиц обнаружили сознание и схожую с млекопитающими архитектуру мозга

Архитектура паллиума образована поперечными и продольными волокнами

N+1
Стив Джобс Стив Джобс

Первая и единственная биография Стива Джобса

kiozk originals
Открыть в приложении