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

Мягкого робота научили отбрасывать ноги Мягкого робота научили отбрасывать ноги

Новый тип соединения для роботов, который позволяет им отбрасывать конечности

N+1
Как «Новичок» «утек» из секретных лабораторий и в чьи руки он мог попасть Как «Новичок» «утек» из секретных лабораторий и в чьи руки он мог попасть

Что такое «Новичок» и насколько сложно его получить за пределами спецслужб?

Forbes
Древнего дюгоня покусали акулы и крокодил Древнего дюгоня покусали акулы и крокодил

Палеонтологи описали остатки вымершего дюгоня из рода Culebratherium

N+1
Исаак Ньютон Исаак Ньютон

Вся правда о легендарном ученом

kiozk originals
Игры, в которые играют люди Игры, в которые играют люди

Психология человеческих взаимоотношений

kiozk originals
Глотаемую капсулу с электростимулятором испытали в свином желудке Глотаемую капсулу с электростимулятором испытали в свином желудке

Глотаемая капсула внедряет электроды и помогает мыщцам желудка сокращаться

N+1
Фильму «Скажи ей» удается быть эмоциональным, но картина слишком манипулирует зрителем Фильму «Скажи ей» удается быть эмоциональным, но картина слишком манипулирует зрителем

Автобиографическая (мело)драма Александра Молочникова «Скажи ей».

GQ
10 книг, заслуживших 10 книг, заслуживших

Подборка произведений, заслуживших престижную литературную премию "Локус"

Популярная механика
Юрий Власов собрал аккумулятор, который конкурирует с продуктами Tesla. Он дорого стоит и долго окупается. Примет ли его рынок? Юрий Власов собрал аккумулятор, который конкурирует с продуктами Tesla. Он дорого стоит и долго окупается. Примет ли его рынок?

История стартапа Юрия Власова Watts Battery

Inc.
10 мудрых цитат о жизни от тех, кому мы доверяем 10 мудрых цитат о жизни от тех, кому мы доверяем

Про счастье и ложь, оптимизм и страх, смех, отчаяние и место в жизни

Playboy
Почему я устаю? Почему я устаю?

В чем скрытые причины постоянной усталости?

Лиза
Ахиллесова пята: как даже «умный шагомер» может превратиться в дьявола Ахиллесова пята: как даже «умный шагомер» может превратиться в дьявола

Особенности человеческой психики, которые побуждают нас отвлекаться

Forbes
Плачу от техно Плачу от техно

Правда ли, что смартфон вреден для нашей кожи?

Glamour
Удивительные люди. Как одно знакомство может перевернуть жизнь Удивительные люди. Как одно знакомство может перевернуть жизнь

Какая встреча изменила вашу судьбу?

Forbes
Фаршированный перец Фаршированный перец

Сильные стороны голубца компенсируются слабостями. Проверим?

Weekend
Пот и пепел Пот и пепел

Как сегодня смотреть шедевр Алена Рене «Хиросима, моя любовь»

Weekend
Учитель словесности Людмила Великова Учитель словесности Людмила Великова

Разговор с учителем русского языка и литературы Людмилой Великовой

Seasons of life
«Мальчик и девочка должны иметь равные возможности играть». Полина Юмашева — о работе в РФС, равенстве в спорте и развитии женского футбола «Мальчик и девочка должны иметь равные возможности играть». Полина Юмашева — о работе в РФС, равенстве в спорте и развитии женского футбола

Полина Юмашева о развитии женского футбола в России

Forbes
Человек в поисках смысла Человек в поисках смысла

Теория поиска смысла жизни, которая помогает пережить ад на земле

kiozk originals
Кто пользуется сервисами для контроля расходов и почему можно не беспокоиться о конкурентах: отвечает глава CoinKeeper Кто пользуется сервисами для контроля расходов и почему можно не беспокоиться о конкурентах: отвечает глава CoinKeeper

Как CoinKeeper собирается выходить на Европейский рынок

VC.RU
Политика великолепия: история династии д'Эсте — величайших меценатов в истории Политика великолепия: история династии д'Эсте — величайших меценатов в истории

Репрезентация и сакрализация собственной власти в изящных искусствах

Forbes
Бейби-фейс: 5 преступлений, совершенных взрослыми, которые притворялись детьми Бейби-фейс: 5 преступлений, совершенных взрослыми, которые притворялись детьми

Некоторые ловкачи обернули свои внешние данные себе на пользу

Cosmopolitan
Спутники Урана оказались похожими на Плутон Спутники Урана оказались похожими на Плутон

Спутники Урана излучают такое же тепло, как и карликовые планеты Плутон и Хаумея

N+1
Зачем нам замуж? Алина Фаркаш считает, что брак женщине не так уж и нужен Зачем нам замуж? Алина Фаркаш считает, что брак женщине не так уж и нужен

Зачем выходить замуж в России – мне сложно понять

Cosmopolitan
Концы в оду Концы в оду

Фильм «Куратор» как гимн безальтернативности

Огонёк
Все о наращивании ресниц: 6 технологий — выбери свою Все о наращивании ресниц: 6 технологий — выбери свою

Все плюсы и минусы различных техник наращивания ресниц

Cosmopolitan
Как зарождался Spotify Как зарождался Spotify

Отрывок из книги «Как Spotify подвинул Apple и изменил музыкальную индустрию»

СНОБ
Оксана Карас: «Когда смотришь фильм, последнее, о чем стоит думать, — что его сняла женщина» Оксана Карас: «Когда смотришь фильм, последнее, о чем стоит думать, — что его сняла женщина»

Оксана Карас сняла фильм «Доктор Лиза» о благотворительнице Елизавете Глинке

Glamour
«Отомстила бывшему за предательство и с тех пор чувствую себя хорошо» «Отомстила бывшему за предательство и с тех пор чувствую себя хорошо»

Жажда мести отравляет или ведет к движению вперед?

Psychologies
Ученые нашли диких предков новогвинейских поющих собак Ученые нашли диких предков новогвинейских поющих собак

Считалось, что новогвинейские поющие собаки вымерли в дикой природе

N+1
Открыть в приложении