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 3500-летнем папирусе нашли древнейшее описание процесса мумификации В 3500-летнем папирусе нашли древнейшее описание процесса мумификации

Египтологи обнаружили старейшее из известных руководств по мумификации

N+1
Редкие львинохвостые макаки приспособились жить рядом с людьми Редкие львинохвостые макаки приспособились жить рядом с людьми

Макаки научились находить пищу в человеческих поселениях и стали больше отдыхать

N+1
Пористый полимерный каркас позволил мышам эффективней нарастить мышечные клетки Пористый полимерный каркас позволил мышам эффективней нарастить мышечные клетки

Ученые предложили использовать пористый материал в тканевой инженерии

N+1
Истории вуду Истории вуду

Роль теории заговора в современной истории

kiozk originals
Мы выбираем друг друга не случайно Мы выбираем друг друга не случайно

Выбор партнера предопределен всем предшествующим ходом нашей жизни

Psychologies
Все краски жизни Все краски жизни

Кэрол Иган привнесла в традиционный американский дом жизнерадостное настроение

AD
Найди свое «Почему?» Найди свое «Почему?»

Практическое руководство по поиску цели

kiozk originals
Названы памятники, которые уничтожит изменение климата Названы памятники, которые уничтожит изменение климата

Изменение климата коснется наших потомков и сотрет следы наших предков

Популярная механика
Почему Кремль боится санкций США и не боится Евросоюза Почему Кремль боится санкций США и не боится Евросоюза

Неуступчивость в отношениях с Евросоюзом работает

СНОБ
Тест на самокопание: Рисунок несуществующего животного Тест на самокопание: Рисунок несуществующего животного

Чтобы пройти этот тест и узнать все о себе, достаточно начать рисовать

Maxim
В бирманском янтаре нашли гигантские сперматозоиды возрастом 100 миллионов лет В бирманском янтаре нашли гигантские сперматозоиды возрастом 100 миллионов лет

Найдены старейшие образцы сперматозоидов в палеонтологической летописи

N+1
В Саудовской Аравии нашли человеческие следы возрастом 120 000 лет В Саудовской Аравии нашли человеческие следы возрастом 120 000 лет

Древние гоминины остановились в поисках воды и пищи у озера

National Geographic
Постановка на учет по беременности: сроки, важные документы и правила Постановка на учет по беременности: сроки, важные документы и правила

Каждая женщина, узнав, что скоро станет мамой, задается вопросами

9 месяцев
Университет охраны детства Университет охраны детства

Инфантильная сторона советского авангарда и его главного учебного заведения

Weekend
Пострадавшая от режима Саддама земляная крыса вернулась в иракские болота Пострадавшая от режима Саддама земляная крыса вернулась в иракские болота

Иракскую земляную крысу не видели живой с 1977 года

N+1
“Юйту-2” узнал происхождение грунта на обратной стороне Луны “Юйту-2” узнал происхождение грунта на обратной стороне Луны

Открытия маленького робота “Юйту-2” могут изменить представления о Луне

Популярная механика
Эйнштейн Эйнштейн

Его жизнь и его Вселенная

kiozk originals
Масштабы загрязнения Арктики больше, чем предполагали ученые Масштабы загрязнения Арктики больше, чем предполагали ученые

Ученые оценили воздействие загрязнения на рост деревьев в Сибири

National Geographic
Почему на меня не обращают внимания девушки? 7 возможных причин Почему на меня не обращают внимания девушки? 7 возможных причин

Как изменить себя и привлечь внимание девушек?

Playboy
Движение вверх Движение вверх

Александр Молочников и его география

Vogue
Идем в школу: как улучшить память и внимание Идем в школу: как улучшить память и внимание

Зная, как работает мозг, можно добиться от него удивительных результатов

Популярная механика
Антология протеста Антология протеста

Чтобы победить полицейское насилие, Мартин Лютер Кинг не отвечал на него

Дилетант
Одна из девчат Одна из девчат

Вспоминаем главные роли и интересные факты из биографии Надежды Румянцевой

Лиза
Вкусовая чувствительность предсказала политические предпочтения Вкусовая чувствительность предсказала политические предпочтения

Чем сильнее человек чувствует горький вкус, тем больше он консерватор

N+1
Живем как по писаному Живем как по писаному

В каком жанре развивается ваша жизненная история?

Psychologies
Что эффективнее: работать быстрее или дольше? Что эффективнее: работать быстрее или дольше?

Вопрос тайм-менеджмента при нашей активной жизни всегда актуален

Psychologies
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
Ем пирожные, чтобы себя наказать: что такое самонасилие едой Ем пирожные, чтобы себя наказать: что такое самонасилие едой

Еда как радость, наказание, внимание и любовь

Cosmopolitan
На всех парах На всех парах

О создании первой самоходной машины на паровом двигателе

Наука и жизнь
Цивилизация с нуля Цивилизация с нуля

Что нужно знать и уметь, чтобы выжить после всемирной катастрофы

kiozk originals
Открыть в приложении