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非气态 液态和固态:新物质状态被发现

物质是由分子、原子构成的,我们通常所见的物质往往是气态、液态、固态三种状态。现在,科学家又发现了一种全新的物质状态。

据外媒报道,德国康斯坦茨大学的科学家发表在《美国科学院院报》(PNAS)上的一项新研究指出,他们发现一种介于固态和液态(如凝胶)之间的新物质状态,称之为“液态玻璃”。

玻璃化转变对科学家来说有很大的吸引力,当物质从液体转化为固体时,它们的分子通常排列成晶体。而在在玻璃(和玻璃状材料)中,分子往往处于冻结或自由无序的状态。

研究中,研究人员利用聚合物化学方法制造出小塑料颗粒,拉伸并冷却它们,直到它们变成椭球状,然后将它们放入合适的溶剂中。由于其独特的形状,使得研究人员的粒子更具有方向性。

通过测试了流体中不同密度的粒子,跟踪了它们运动和旋转的程度。最终他们发现,在较高的密度下,粒子相互阻挡而无法旋转,但它们仍然可以移动,形成“液态玻璃”状态。

康斯坦茨大学物理化学教授的安德烈亚斯·祖姆布施(Andreas Zumbusch)教授表示,在一定的粒子密度下,定向运动发生冻结,而平移运动持续,从而形成了介于固体和液态(如凝胶)之间的“液态玻璃”状态。

研究人员表示,这种新状态实际上是液态和固态相互转变竞争过程,一种是规则相变,另一种是非平衡相变,而粒子的形状和密度是形成这种形态的关键。

这将有助于我们更好地理解玻璃化转变是如何在最小尺度下工作的,甚至不仅仅局限于玻璃,还有可能揭示从最小的生物细胞到整个宇宙系统中所有无法解释的紊乱状态。

责任编辑: 李华   来源:快科技 转载请注明作者、出处並保持完整。

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