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 древнем левантийском поселении изготавливали пурпур на протяжении 500 лет В древнем левантийском поселении изготавливали пурпур на протяжении 500 лет

В Тель-Шикмоне примерно 500 лет находился крупный центр по производству пурпура

N+1
Как есть палочками: самый полный гид Как есть палочками: самый полный гид

Брось вызов гегемонии ножа и вилки на обеденном столе!

Maxim
За 10 лет арктические дафнии не смогли приспособиться к потеплению За 10 лет арктические дафнии не смогли приспособиться к потеплению

Почему особи бесполых дафний плохо переносят потепление

N+1
Срезаешь валики и кутикулу? 12 ошибок в домашнем маникюре, которые ты допускаешь Срезаешь валики и кутикулу? 12 ошибок в домашнем маникюре, которые ты допускаешь

Как правильно делать маникюр дома, чтобы результат не отличался от салонного

Cosmopolitan
Прививка от аллергии АСИТ — как она работает? Прививка от аллергии АСИТ — как она работает?

Вместо того чтобы смягчать симптомы аллергии, можно устранить причину

СНОБ
Чего ей не хватает Чего ей не хватает

Психология бедности: как она мешает нам разбогатеть

Cosmopolitan
«Я многим пожертвовала, чтобы в 35 лет попасть в список Forbes». Екатерина Варнава — о том, как женщины отвоевывают свое место в юморе и жизни «Я многим пожертвовала, чтобы в 35 лет попасть в список Forbes». Екатерина Варнава — о том, как женщины отвоевывают свое место в юморе и жизни

Екатерина Варнава о том, почему женщине-миллионеру задают вопросы о личной жизни

Forbes
Физика невозможного Физика невозможного

Научное исследование мира силовых полей, телепортации и путешествий во времени

kiozk originals
Не только лизать: 10 языков животных и необычные факты о них Не только лизать: 10 языков животных и необычные факты о них

Мы используем свой язык для облизывания, глотания и разговора. А животные?

Популярная механика
Философские устройства Бенджамина Каудена Философские устройства Бенджамина Каудена

Бенджамин Кауден посвятил себя необычному искусству — кинетическому

Популярная механика
Из-за отравления Навального может сорваться «Северный поток-2». Что это значит? Из-за отравления Навального может сорваться «Северный поток-2». Что это значит?

У «Газпрома» достаточно мощностей для перекачки газа и без «Северного потока-2»

Forbes
All Inclusive со скидкой 30%: как россияне отдыхают в этом году в Турции All Inclusive со скидкой 30%: как россияне отдыхают в этом году в Турции

Турпоток в Турцию в августе-начале сентября не достиг прошлогодних уровней

Forbes
Думай как миллионер Думай как миллионер

17 уроков состоятельности для тех, кто готов разбогатеть

kiozk originals
Дети, посуда и розетки. Как сексизм пронизывает нашу повседневность и почему старые нормы неизбежно отмирают Дети, посуда и розетки. Как сексизм пронизывает нашу повседневность и почему старые нормы неизбежно отмирают

Отрывок из книги о новой этике «Так вышло. 29 вопросов новой этики и морали»

Forbes
Как не заболеть простудой и гриппом: простые правила Как не заболеть простудой и гриппом: простые правила

Основные методы противостояния простудным заболеваниям и вирусам

РБК
Женское здоровье: культура посещения гинеколога Женское здоровье: культура посещения гинеколога

Как начать заботиться о своем здоровье и регулярно посещать «женского врача»

Psychologies
Сельская новь Сельская новь

Дом в старинном подмосковном поселке

AD
Никаких ограничений Никаких ограничений

Три автодрома, которые со всех точек зрения подойдут читателям Robb Report

Robb Report
Фтор улучшил транспортный слой перовскитных солнечных батарей Фтор улучшил транспортный слой перовскитных солнечных батарей

Химики нашли способ сделать солнечные батареи эффективнее и стабильнее

N+1
«Никогда не начинайте своего дела с эгоистичных мыслей». История первой японской женщины-миллиардера «Никогда не начинайте своего дела с эгоистичных мыслей». История первой японской женщины-миллиардера

Как Синохара Йошико стала одной из богатейших женщин в Японии

Forbes
Секс, наркотики, Сибирь: Абель Феррара о жизни и кино Секс, наркотики, Сибирь: Абель Феррара о жизни и кино

Режиссер Абель Феррара о разуме, чувствах и страстях

СНОБ
Коучинг-лидерство Коучинг-лидерство

Говори меньше, спрашивай больше и навсегда измени свой стиль управления

kiozk originals
На северной стороне На северной стороне

Суровая кухня Норвегии — холодного края, под стать викингам и троллям

Лиза
Время динозавров Время динозавров

Новая история древних ящеров

kiozk originals
6 фактов о Метро-2 — системе тайных тоннелей под Москвой 6 фактов о Метро-2 — системе тайных тоннелей под Москвой

Существование тайных тоннелей под Москвой — одна из популярных городских легенд

Maxim
Почему Александр Лукашенко ошибся со сценарием инаугурации Почему Александр Лукашенко ошибся со сценарием инаугурации

Глупо было устраивать такую инаугурацию, как у Лукашенко

СНОБ
Уральская гора Ямантау, которой еще с 1990-х опасаются американцы Уральская гора Ямантау, которой еще с 1990-х опасаются американцы

Российская гора с плохой международной репутацие

Maxim
10 врачей-дерматокосметологов 10 врачей-дерматокосметологов

Эти специалисты избавят от необходимости обрабатывать фотопортреты

Tatler
Зэки, мерзлота и тотемные животные. Отрывок из нового романа Алексея Поляринова «РИФ» Зэки, мерзлота и тотемные животные. Отрывок из нового романа Алексея Поляринова «РИФ»

Фрагмент из новой работы Алексея Поляринова о вечной войне поколений

СНОБ
Вакцинация: как работают прививки и почему их надо делать Вакцинация: как работают прививки и почему их надо делать

Прививки — большое зло или наше спасение?

Популярная механика
Открыть в приложении