Záhada rozdvojenej osobnosti skla nakoniec vyriešená?
24.6.2008 09:40:01 | QNew Scientist | Počet zobrazení: 14305x
Materiál, ktorý nie je pevný ale ani kvapalný, bol mnoho rokov pre vedcov záhadou, ktorú sa im darí v posledných dňoch riešiť.
Napriek tomu, že sklo vyzerá ako pevná látka, jeho molekuly nie sú pevne umiestnené v trojrozmernej štruktúre, sú neusporiadané, čo je typické pre kvapalinu. Nebolo celkom jasné, prečo sa sklo takto správa.
Vedci teraz tvrdia, že zistili, ako sklo získa svoje nezvyčajné vlastnosti. Výskum by mohol otvoriť cestu vývoju nových materiálov, ktoré budú spájať najlepšie vlastnosti kovov a skla.
Medzinárodný tím vedcov použil gél obalený časticami plastu s priemerom len 2 mikrometre na simuláciu schladenia skla. Častice sa podľa Patricka Royalla z Bristolskej univerzity vo Veľkej Británii, ktorý sa na výskume podieľal, správajú rovnako ako molekuly skla a sú dosť veľké na to, aby sa dali pozorovať pod mikroskopom.
Tím vedcov postupne do gélu pridával druhý polymér, aby napodobnili zmenu teploty v géli. Koloid prešiel v určitom momente do stavu podobného sklu.
Vedci pomocou konfokálneho mikroskopu, ktorý dokáže ukázať trojrozmerné štruktúry, zistili, že častice sa zoskupili do ikosaédrov v päťuholníkovej symetrii. Toto usporiadanie zo seba nedokáže vytvoriť trojrozmernú mriežku charakteristickú pre pevné látky. Rovnako sa však nemôže pohybovať voľne, pretože štruktúry sú väčšie než pôvodné častice.
Royall si myslí, že molekuly skutočného skla vytvárajú rovnaké štruktúry a preto nie je možné, aby bola zo skla pevné látka alebo skutočná kvapalina.
Posledných 50 rokov vedci predpokladali, že sklo je tvorené icosaédrami, teraz sa im to podarilo prvýkrát dokázať. „Dlho nevedel nikto povedať, aká je skutočná štruktúra skla,“ povedal Royall. „My sme dokázali, čím sa sklo líši od kvapaliny.“
Royall dodáva, že pomocou kovov, ktoré vytvárajú pri ochladení podobné štruktúry, by mohla vzniknúť nová trieda materiálov z „kovového skla“.
Bez pravidelnej kryštalickej štruktúry typickej pre kovy môžu byť tieto materiály odolnejšie voči poškodeniu kovu, ku ktorému môže dôjsť v prípade, že sa jednotlivé vrstvy kryštálov od seba oddelia. Materiály by našli využitie v situáciách, kde sú kovy pod veľkým tlakom, napríklad v krídlach lietadiel.