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

Почти вся пластиковая упаковка загрязнила пищу микропластиком Почти вся пластиковая упаковка загрязнила пищу микропластиком

Микро- и нанопоастик переходит из пластикосодержащей упаковки в еду и напитки

N+1
Юрий Колокольников Юрий Колокольников

Он сыграл в главных фильмах года: «Довод» Нолана и «Петровы в гриппе»

Maxim
Май 2025 стал одним из самых жарких за всю историю наблюдений Май 2025 стал одним из самых жарких за всю историю наблюдений

За последние 22 месяца средняя температура была на 1,5°C выше

ТехИнсайдер
Как пройти техосмотр в 2020-м: правила, неисправности, сроки Как пройти техосмотр в 2020-м: правила, неисправности, сроки

Техосмотр на новых машинах теперь нужно проходить раз в четыре года

РБК
4 ингредиента, которых не должно быть в твоем шампуне: мнение трихологов 4 ингредиента, которых не должно быть в твоем шампуне: мнение трихологов

Ингредиенты в шампунях, которые могут нанести урон здоровью кожи головы

VOICE
По волнам памяти По волнам памяти

Дом в Санта-Круз стал для хозяев местом вдохновения и ностальгии

AD
Впервые выделен геном оригинального источника пенициллина Впервые выделен геном оригинального источника пенициллина

Ученые открыли генетический код плесени, благодаря которой создаются антибиотики

Популярная механика
Как поднять себе настроение и перестать загоняться: 6 грамотных способов Как поднять себе настроение и перестать загоняться: 6 грамотных способов

Как справиться с грустными мыслями?

Playboy
Планета нервных Планета нервных

Как жить в мире процветающей паники

kiozk originals
Интервью с вампиром Интервью с вампиром

Почему даже три минуты беседы с ним для нас так мучительны?

Psychologies
5 легендарных мечей, которые до сих пор целы 5 легендарных мечей, которые до сих пор целы

Эти легендарные мечи можно увидеть собственными глазами!

Maxim
Стоп многозадачность: включаем «зеленый» настоящему моменту Стоп многозадачность: включаем «зеленый» настоящему моменту

Почему мы отвлекаемся и не можем сконцентрироваться на чем-то одном?

РБК
Взрослые в доме Взрослые в доме

Неравная борьба с европейским «глубинным государством»

kiozk originals
Аллергия на кошек: что делать, чтобы не расставаться с пушистым другом Аллергия на кошек: что делать, чтобы не расставаться с пушистым другом

Как жить одновременно с кошкой и аллергией на кошек?

Cosmopolitan
Рынок или ателье: как образуются огромные черные дыры Рынок или ателье: как образуются огромные черные дыры

Слияние черных дыр с сильно отличающейся массой идет по особому сценарию

Популярная механика
Сама себя сделала Сама себя сделала

Недовольна объемом фигуры и формами?

Лиза
Ахиллесова пята: как даже «умный шагомер» может превратиться в дьявола Ахиллесова пята: как даже «умный шагомер» может превратиться в дьявола

Особенности человеческой психики, которые побуждают нас отвлекаться

Forbes
«У нас есть система. И она сработала»: Уоррен Баффет о секрете США, своих главных учителях и воспитании детей «У нас есть система. И она сработала»: Уоррен Баффет о секрете США, своих главных учителях и воспитании детей

Уоррен Баффет о воспитании детей, наследовании капиталов и отказе от роскоши

Forbes
Сергей Романцов: Главный критерий. Записки зоозащитника Сергей Романцов: Главный критерий. Записки зоозащитника

Тексты Сергея Романцова, посвященные эмпатии к животным и опыту зоозащиты

СНОБ
Ненужная война: почему Баку и Ереван не уклонились от вооруженного конфликта Ненужная война: почему Баку и Ереван не уклонились от вооруженного конфликта

Столкновение в Карабахе соответствует внутриполитической логике обеих стран

Forbes
Человек и железо Человек и железо

«Жаворонки на нити» — комедия о классовом перевоспитании, снятая в 1969 году

Weekend
Дорогое удовольствие! Сколько стоит быть модным блогером — мы посчитали Дорогое удовольствие! Сколько стоит быть модным блогером — мы посчитали

Завидуешь fashion-блогерам?

Cosmopolitan
Столкновение цивилизаций Столкновение цивилизаций

Классическое исследование международных отношений после Холодной войны

kiozk originals
Я не боюсь сказать Я не боюсь сказать

Телеведущая Сати Спивакова написала книгу почти обо всем, что думает

Tatler
Берингово море потеряло рекордное количество зимнего льда за последние 5,5 тысячи лет Берингово море потеряло рекордное количество зимнего льда за последние 5,5 тысячи лет

В течение следующих десятилетий, зимний лед может вообще полностью исчезнуть

N+1
Оук — остров, где зарыт один из самых таинственных кладов на планете Оук — остров, где зарыт один из самых таинственных кладов на планете

Поиски клада идут уже 200 лет…

Maxim
Борода лопатой и галстук-бабочка: 7 деталей мужского стиля, которые всех достали Борода лопатой и галстук-бабочка: 7 деталей мужского стиля, которые всех достали

Хватит поставлять нам одинаковых бородатых мужчин в белых кедах. Пожалуйста!

Cosmopolitan
Костюм как вторая кожа Костюм как вторая кожа

Почему женщины должны заимствовать этот мужской секрет

Robb Report
Правила жизни Джорджа Р.Р. Мартина Правила жизни Джорджа Р.Р. Мартина

Джордж Р.Р. Мартин: «Нельзя написать хорошую книгу, в которой никто не погибает»

Esquire
Мультивселенные, междисциплинарность и локализация. Что происходит с креативными индустриями в России Мультивселенные, междисциплинарность и локализация. Что происходит с креативными индустриями в России

Как обстоят дела в индустриях видеоигр, искусства и новых медиа

СНОБ
Открыть в приложении