gov-civil-vilareal.ptVedelklaas on uusim kummaline olek, mis eksisteerib
>Krüptoniit ja kyber kristallid võib tunduda ulme (ja väljamõeldud planeetide) kõige uskumatumate looduslikult esinevate ainetena, kuid siin Maa peal võivad asjad veelgi imelikumaks muutuda.
See ei ole sulanud klaas ega tahke ega vedel - kuid teadlased on nüüd avastanud uus olek, mida tuntakse vedela klaasina . Selle üksikud osakesed võivad liikuda, kuid mitte pöörata. Vedelat klaasi esineb kolloidid , mille üks aine on hajutatud teise kaudu, kuigi kumbki aine ei saa eralduda ega settida nagu lahustes või suspensioonides. Kui teatud kolloidid muutuvad piisavalt tihedaks, keeratakse nende struktuur sellisesse klaasjasse olekusse. See jääb nii, kuni struktuur on uuesti tellitud.
Füüsik Matthias Fuchs ja keemik Andreas Zumbusch Saksamaalt Konstanzi ülikoolist indutseerisid laboris vedela klaasi oleku, kasutades ise loodud kolloide. Pärast selliste osakeste kasutamist, mille kuju pole kunagi varem katsetatud, tahtsid nad näha, mis juhtus selle ajal klaasi üleminek ja sai midagi väärt Superman või Tähtede sõda .
miss peregrine kodu omapäraste laste jooksuaeg
Ellipsoidsete kolloidide suspensioonid moodustavad ootamatu aine oleku - vedela klaasi, milles pöörlemised külmutatakse, samal ajal kui tõlked jäävad vedelaks, Fuchs ja Zumbusch ütles hiljuti aastal avaldatud uuring PNAS . Pildianalüüs toob selle oleku iseloomulike struktuurielementidena esile seni tundmatud nemaatilised lähteained. Nende hargnenud klastrite vastastikune takistamine takistab vedelkristallilist korda.
Kui Fuchs ja Zumbusch seda nähtust lähemalt uurisid, seisid nad silmitsi ühe olulise probleemiga. Kõik seni uuritud kolloidid sisaldasid kerakujulisi osakesi, millel puudub orientatsioon. Sfääri poole on võimatu öelda, sest sellel pole algust ega lõppu, kui keegi ei taha tänamatut ülesannet värvida igale osakesele mikroskoopilised nooled. Selle asemel kasutasid teadlased polümeerkeemiat väikeste plastosakeste (mis olid ikka suuremad kui aatomid või molekulid) tootmiseks, mis seejärel venisid elliptiliseks. Seejärel lisati need kolloidi saamiseks lahustisse.
Optilise mikroskoobi all näitasid osakesed muutusi asendis ja liikumises, mis paljastasid mõned enneolematud korraldused, mis olid peaaegu uskumatud.
Kristalse struktuuri tekkimiseks peab sellel olema täpselt selline järjestatud struktuur. Klaas on veider, sest see võib tunduda tahke, kuid tegelikult ei ole tahkis ega vedelik. Võite märgata, et vanema aknaklaasi põhi on veidi paksem kui ülemine, kuna klaas voolab allapoole väga aeglaselt. Mõned vedelkristallid muutuvad nemaatiline pärast klaasjas olekusse jõudmist. See tähendab, et molekulid on paralleelsed ja kuigi nad on võimelised ringi hõljuma, ei saa nad pöörata. See pööramisvõimetus tähendab, et nad ei saa manööverdada ja ümber korraldada õiget teed, et saavutada kindel kristalne struktuur.
Ellipsoidsete osakestega vedel klaas peegeldab paremini looduses või tehnoloogias toimuvat. Te ei saa kummaski olukorras liiga palju täiesti sfäärilisi osakesi ja kui see juhtub, muudab osakeste orientatsiooni puudumine selle imeliku oleku simulatsioone ja tegelikke sündmusi ainult raskemaks. Osakeste kontsentratsiooni muutmine võimaldas teadlastel näha liikumise ja pöörlemise nihkeid, mis muidu oleksid neist kõrvale hoidnud. Nad nägid, et pöörlemise külmutamisel tekkisid klaasjad olekud teatud tihedustel.
See ei tähenda, et kristallide moodustumine oleks hukule määratud. Vedel klaas kestab ainult nii kaua, kui kolloidi osakesed, mis on sarnases asendis kinni, moodustavad klastrid ja satuvad üksteise teele. Kui osakestel on piisavalt pöörlemiseks piisavalt energiat, pluss õige rõhk ja maht, lähevad nad vedelast klaasist olekusse vedelkristalliks, kui hakkavad end õiges järjekorras ümber korraldama.
Vedelklaasi olek võib anda kaua otsitud paradigma, kus mikroskoopiliselt saab uurida tasakaalu kriitiliste korrelatsioonide ja kriitilise aeglustumise ning klaasi moodustumise vastastikust mõju, Ütlesid Fuchs ja Zumbusch .
Kas see juhtub siis krüponiidiga kristalliseerudes või mis? Ainult tegelik krüptonlane teaks vastust.
