Υγρό γυαλί: Μια νέα κατάσταση της ύλης

Date: 13/01/2021 Time: 10:44

Αν και το γυαλί είναι πανταχού παρόν, εξακολουθεί να αποτελεί ένα επιστημονικό αίνιγμα, καθώς, αντίθετα με ό,τι θα περίμενε κανείς, η αληθινή του φύση παραμένει εν μέρει μυστήριο. Στη Χημεία και τη Φυσική ο όρος γυαλί χρησιμοποιείται με διαφορετικούς τρόπους: Περιλαμβάνει το γνωστό καθημερινό γυαλί, μα αναφέρεται και σε ένα εύρος άλλων υλικών με ιδιότητες που μπορούν να εξηγηθούν/ περιγραφούν με αναφορά στη συμπεριφορά του γυαλιού- όπως πχ μέταλλα, πλαστικά, πρωτεΐνες, βιολογικά κύτταρα κ.α.

Το γυαλί δεν είναι «συμβατικά» στερεό: Κατά κανόνα, όταν ένα υλικό μεταβαίνει από υγρή σε στερεά κατάσταση, τα μόρια συντάσσονται έτσι ώστε να δημιουργούν μια κρυσταλλική δομή. Στο γυαλί αυτό δεν συμβαίνει: Αντ’ αυτού, τα μόρια «παγώνουν» εκεί που είναι πριν λάβει χώρα κρυσταλλοποίηση. Αυτή η περίεργη κατάσταση είναι χαρακτηριστική σε πολλά διαφορετικά συστήματα, και οι επιστήμονες προσπαθούν ακόμα να κατανοήσουν πώς σχηματίζεται αυτή η κατάσταση.

Έρευνα από καθηγητές στο Πανεπιστήμιο της Κωστάντζας, έχει δώσει μια επιπλέον διάσταση στο αίνιγμα του γυαλιού. Χρησιμοποιώντας ένα σύστημα/ μοντέλο που περιελάμβανε εναιωρήματα ελλειψοειδών κολλοειδών, ανακάλυψαν μια νέα κατάσταση της ύλης, το υγρό γυαλί, όπου μεμονωμένα σωματίδια μπορούν να κινούνται μα δεν μπορούν να περιστρέφονται- μια περίεργη συμπεριφορά.

Τα εναιωρήματα κολλοειδών είναι μείγματα υγρών που περιέχουν στερεά σωματίδια τα οποία, σε μεγέθη ενός μικρομέτρου (ένα εκατομμυριοστό του μέτρου) ή παραπάνω, είναι μεγαλύτερα από άτομα ή μόρια και ως εκ τούτου καλύτερα για μελέτη μέσω οπτικών μικροσκοπίων.

Ως τώρα τα περισσότερα πειράματα με εναιωρήματα κολλοειδών βασίζονταν σε σφαιρικά κολλοειδή. Η πλειονότητα των φυσικών και τεχνικών συστημάτων, ωστόσο, αποτελούνται από μη σφαιρικά σωματίδια. Οι κατασκεύασαν μικρά πλαστικά σωματίδια, τεντώνοντας και ψύχοντάς τα μέχρι να επιτύχουν τις ελλειψοειδείς τους μορφές και μετά τα έβαλαν σε ειδικό διάλυμα. Λόγω των ιδιαίτερων σχημάτων τους τα σωματίδιά μας έχουν προσανατολισμό- αντίθετα με τα σφαιρικά σωματίδια- που αναδεικνύει εντελώς νέα είδη πολύπλοκων συμπεριφορών, που δεν είχαν μελετηθεί στο παρελθόν. .

Οι επιστήμονες μετά άλλαξαν τις συγκεντρώσεις σωματιδίων στα εναιωρήματα, και παρατήρησαν τις κινήσεις τους. Όπως λέει ο Ζούμπους, «σε συγκεκριμένες πυκνότητες σωματιδίων η κίνηση προσανατολισμού πάγωσε…με αποτέλεσμα υαλώδεις καταστάσεις όπου τα σωματίδια έφτιαχναν συμπλέγματα και σχημάτιζαν τοπικές δομές με παρόμοιο προσανατολισμό».

Αυτό που οι ερευνητές έχουν ορίσει ως υγρό γυαλί είναι αποτέλεσμα της αμοιβαίας παρεμπόδισης μεταξύ αυτών των συμπλεγμάτων και της πρόκλησης συσχετισμών μεγάλης εμβέλειας στον χώρο. Αυτά εμποδίζουν τον σχηματισμό ενός υγρού κρυστάλλου, που θα ήταν αυτό που θα περίμενε κανείς βάσει θερμοδυναμικής. Αυτό που παρατήρησαν στην πραγματικότητα οι ερευνητές ήταν δύο ανταγωνιστικές φάσεις μετάβασης του γυαλιού να αλληλεπιδρούν μεταξύ τους- κάτι ιδιαίτερα ενδιαφέρον από επιστημονικής άποψης.

Πηγή: naftemporiki.gr

Το The Flag Report, δεν υιοθετεί τις απόψεις των αρθρογράφων, ούτε σημαίνει ότι συμφωνεί με τα ρεπορτάζ που αναδημοσιεύει από άλλες ενημερωτικές ιστοσελίδες και δεν ευθύνεται για την εγκυρότητα, την αξιοπιστία και το περιεχόμενό τους. Συνεπώς, δε φέρει καμία ευθύνη εκ του νόμου. Το The Flag Report, ασπάζεται βαθιά, τις Δημοκρατικές αρχές της πολυφωνίας και ως εκ τούτου, αναδημοσιεύει κείμενα και ρεπορτάζ, από όλους τους πολιτικούς χώρους.

Follow us on Twitter
Join our Facebook page

Shares