นักวิทยาศาสตร์ได้ทำการค้นพบที่ก้าวหน้าในคุณสมบัติที่แปลกประหลาดของแก้วซึ่งมีพฤติกรรมเหมือนทั้งของแข็งและของเหลว
การค้นพบนี้อาจนำไปสู่เครื่องบินที่ดูเหมือนเครื่องบินของ Wonder Woman เครื่องบินดังกล่าวอาจมีปีกแก้วหรือสิ่งที่เรียกว่ากระจกโลหะแทนที่จะมองไม่เห็นโดยสิ้นเชิง
ที่ความก้าวหน้าเกี่ยวข้องกับการแก้ปัญหาที่มีอายุหลายสิบปีของสิ่งที่แก้วคืออะไร เป็นที่ทราบกันดีว่าแม้จะมีลักษณะที่เป็นของแข็งแก้วและเจลนั้นอยู่ในสถานะ "ติดขัด" - บางแห่งระหว่างของเหลวและของแข็ง - ซึ่งเคลื่อนที่ช้ามาก เช่นเดียวกับรถยนต์ในรถติดจราจรอะตอมในแก้วมีบางอย่างเช่นอนิเมชั่นที่ถูกระงับไม่สามารถไปถึงปลายทางได้เพราะเส้นทางถูกบล็อกโดยเพื่อนบ้านของพวกเขา ดังนั้นแม้ว่าแก้วจะเป็นสารแข็ง แต่ก็ไม่เคยกลายเป็นของแข็งที่เหมาะสมตามที่นักเคมีและนักวิทยาศาสตร์วัสดุ
งานจนถึงตอนนี้มุ่งเน้นไปที่การพยายามทำความเข้าใจกับการจราจรติดขัด แต่ตอนนี้ Paddy Royall จากมหาวิทยาลัยบริสตอลกับเพื่อนร่วมงานในแคนเบอร์ราและโตเกียวแสดงให้เห็นว่าแก้วไม่ได้เป็นของแข็งเนื่องจากโครงสร้างอะตอมพิเศษที่ก่อตัวเป็นแก้วเมื่อมันเย็นลง
แยม icosahedron
วัสดุบางชนิดตกผลึกขณะที่พวกเขาเย็นจัดอะตอมของพวกเขาเป็นรูปแบบปกติสูงที่เรียกว่าขัดแตะ Royall กล่าว แต่ถึงแม้ว่ากระจก"ต้องการ" เป็นคริสตัลเพราะมันทำให้อะตอมเย็นลงในการจัดเรียงแบบสุ่มเกือบจะป้องกันไม่ให้มันสร้างตาข่ายปกติ
ในปี 1950 เซอร์ชาร์ลส์แฟรงค์ในแผนกฟิสิกส์ที่บริสตอลชี้ให้เห็นว่าการจัดเรียงของ "แยม" ควรเป็นสิ่งที่เรียกว่าไอโซโทป icosahedron แต่ในเวลาที่เขาไม่สามารถพิสูจน์ได้
icosahedron เป็นเหมือนเพนตากอน 3 มิติและเช่นเดียวกับที่คุณไม่สามารถปูพื้นด้วย pentagons คุณไม่สามารถเติมพื้นที่ 3 มิติด้วย icosahedrons ได้ Royall อธิบาย นั่นคือคุณไม่สามารถทำตาข่ายออกจากเพนทอนได้
เมื่อพูดถึงแก้วแฟรงค์คิดว่ามีการแข่งขันระหว่างการก่อตัวของคริสตัลและเพนทาอนที่ป้องกันการสร้างคริสตัล หากคุณทำให้ของเหลวเย็นลงและทำให้ pentagons จำนวนมากและ pentagons อยู่รอดได้คริสตัลไม่สามารถเกิดขึ้นได้
ปรากฎว่าแฟรงค์พูดถูก Royall กล่าวและทีมของเขาพิสูจน์การทดลองนี้ คุณไม่สามารถดูว่าเกิดอะไรขึ้นกับอะตอมเพราะมันเย็นเพราะมันเล็กเกินไปดังนั้น Royall และเพื่อนร่วมงานของเขาจึงใช้อนุภาคพิเศษที่เรียกว่าคอลลอยด์ที่เลียนแบบอะตอม แต่มีขนาดใหญ่พอที่จะมองเห็นได้โดยใช้กล้องจุลทรรศน์ที่ทันสมัย ทีมเย็นลงและดูสิ่งที่เกิดขึ้น
สิ่งที่พวกเขาพบคือเจลอนุภาคเหล่านี้เกิดขึ้นเช่นกัน "ต้องการ" เป็นคริสตัล แต่มันล้มเหลวที่จะกลายเป็นหนึ่งเดียวเนื่องจากการก่อตัวของโครงสร้างที่มีลักษณะคล้าย icosahedra-ตามที่แฟรงค์คาดการณ์ไว้
"มันคือการก่อตัวของโครงสร้างเหล่านี้ที่รองรับวัสดุที่ติดขัดและอธิบายว่าทำไมแก้วจึงเป็นแก้วและไม่ใช่ของเหลว- หรือแข็ง "Royall กล่าว
ผลการวิจัยมีรายละเอียดในวารสารฉบับวันที่ 22 มิถุนายนวัสดุธรรมชาติ- การวิจัยได้รับการสนับสนุนบางส่วนจากการสนับสนุนจากกระทรวงศึกษาธิการวัฒนธรรมกีฬาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีรวมถึงราชสมาคม
ป้องกันภัยพิบัติจากเครื่องบินเจ็ต
การรู้โครงสร้างที่เกิดขึ้นจากอะตอมในขณะที่แก้วเย็นแสดงให้เห็นถึงความก้าวหน้าครั้งสำคัญในการทำความเข้าใจวัสดุเมตาที่มีความเสถียรและจะช่วยให้การพัฒนาเพิ่มเติมของวัสดุที่แข็งแรง แต่มีน้ำหนักเบาที่เรียกว่าแว่นตาโลหะเขากล่าวว่าใช้ทำกอล์ฟคลับ โดยทั่วไปแล้วสิ่งนี้มีสีดำเงางามไม่โปร่งใสเนื่องจากมีอิเล็กตรอนฟรีจำนวนมาก (นึกถึงปรอทในเทอร์โมมิเตอร์เก่า)
โดยปกติโลหะจะตกผลึกเมื่อพวกเขาเย็นลง แต่ความเครียดจะเกิดขึ้นตามขอบเขตระหว่างผลึกซึ่งสามารถนำไปสู่ความล้มเหลวของโลหะ
ตัวอย่างเช่นเครื่องบินเจ็ทตัวแรกของโลกคือ British Built de Havilland Comet หล่นลงมาจากท้องฟ้าเนื่องจากความล้มเหลวของโลหะ เมื่อโลหะถูกสร้างขึ้นเพื่อให้เย็นด้วยโครงสร้างภายในเช่นเดียวกับแก้วและไม่มีขอบเขตของเม็ดคริสตัลพวกเขามีโอกาสน้อยที่จะล้มเหลว Royall กล่าว แว่นตาโลหะอาจเหมาะสำหรับผลิตภัณฑ์ที่หลากหลายนอกเหนือจากสนามกอล์ฟที่ต้องมีความยืดหยุ่นเช่นปีกเครื่องบินและชิ้นส่วนเครื่องยนต์เขากล่าว
แก้วไม่ใช่สิ่งที่ดูเหมือน
Royall เป็นส่วนหนึ่งของกลุ่มนักวิทยาศาสตร์ที่คิดว่าถ้าคุณรอนานพอบางทีอาจจะเป็นพันล้านปีแก้วทั้งหมดจะตกผลึกให้เป็นของแข็งที่แท้จริง กล่าวอีกนัยหนึ่งแก้วไม่ได้อยู่ในสภาวะสมดุล (แม้ว่ามันจะเป็นแบบนั้นกับเราในช่วงชีวิตที่ จำกัด ของเรา) “ นี่ไม่ได้รับการยอมรับอย่างสากล” Royall กล่าวLiveScience- "งานของเราจะไปหาจุดที่ได้รับการยอมรับมากขึ้นฉันคิดว่ามีหลักฐานที่เพิ่มขึ้นของหลักฐานที่เพิ่มขึ้นอย่างแน่นอนว่าแว่นตาหลายคนต้องการเป็นคริสตัล" ถึงกระนั้นแก้ว "ดูเหมือนเป็นของเหลวและนี่เป็นหนึ่งในปริศนาที่ยิ่งใหญ่ที่เราได้ไปหาทางแก้" Royall กล่าว “ มันเป็นความคิดเสมอว่าแก้วมีโครงสร้างเหมือนกับของเหลวและนั่นเป็นเหตุผลว่าทำไมมันจึงดูเหมือนว่ามันไม่มีโครงสร้างเดียวกับของเหลว”
- วิดีโอ: Roboswift, The Flying Bird
- 10 เทคโนโลยีที่จะเปลี่ยนชีวิตคุณ
- สิ่งประดิษฐ์ที่ยอดเยี่ยม: ตอบคำถามด้วยตัวเอง
