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    Chiarita la natura dei liquidi che formano il vetro

    I ricercatori dell'Università di Tokyo hanno rivelato una caratteristica strutturale chiave dei liquidi che formano il vetro che potrebbe aiutare a risolvere un dibattito sulla fisica decennale Credito:Institute of Industrial Science, L'Università di Tokyo

    Il vetro è un materiale così comune che probabilmente non ci pensi molto. Potrebbe sorprenderti sapere che i ricercatori oggi ancora non capiscono come si forma il vetro. Capire questo è importante per le industrie del vetro e molte altre sorprendenti applicazioni degli occhiali.

    Un enigma centrale nella fisica del vetro è il motivo per cui un liquido che forma il vetro diventa così viscoso prima di formare un vetro. Rimane sconosciuto se questo movimento insolitamente lento in un liquido sia principalmente attribuibile a cambiamenti nella struttura spaziale. Un modello fisico che riproduca come le forme del vetro aiuterebbe a risolvere questo dibattito.

    In uno studio pubblicato su Lettere di revisione fisica , ricercatori dell'Università di Tokyo hanno rivelato un'origine strutturale della lenta dinamica vetrosa. La loro ricerca era finalizzata a capire come un liquido diventa più viscoso quando si raffredda e può formare un vetro. I ricercatori hanno scoperto la correlazione tra la struttura e il movimento delle particelle all'interno di liquidi simulati che formano il vetro a livello di singole particelle e gruppi di particelle su larga scala.

    "Abbiamo utilizzato il concetto di informazione reciproca per comprendere l'interrelazione tra la disposizione locale delle particelle e la dinamica nei liquidi che formano il vetro, " spiega l'autore principale dello studio Hua Tong, che ora è assistente professore alla Shanghai Jiao Tong University. "I nostri risultati suggeriscono che la struttura spaziale controlla il movimento particellare cooperativo unico visto nei liquidi che formano il vetro".

    I ricercatori hanno basato le loro simulazioni su un parametro di ordine strutturale che quantifica quanto strettamente le particelle possono impacchettarsi insieme. Le simulazioni si sono concentrate sui moti delle particelle attribuibili allo stato originale delle particelle, cioè., sulla struttura spaziale. Con il concetto di informazione reciproca, le simulazioni hanno mostrato che le particelle si organizzano strutturalmente in assiemi che si muovono più lentamente del resto delle particelle, come si vede in un vero bicchiere.

    "Non abbiamo trovato una chiara relazione tra l'energia potenziale a livello delle particelle e il tempo di rilassamento, "dice Hajime Tanaka, autore anziano. "Questo suggerisce che la lenta dinamica vetrosa è fondamentalmente controllata dall'ordine strutturale formato dalle interazioni tra le particelle, comprese sia le parti ripugnanti che attraenti."

    Questa ricerca liquido-vetro ha molte applicazioni, compreso il vetro della finestra, fibre ottiche e touch screen intelligenti migliorati. La viscosità ultraelevata di un materiale che forma il vetro è molto utile per deformarlo in una forma arbitraria. Comprendendo cosa controlla la viscosità dei liquidi che formano il vetro, la lavorabilità della forma può essere molto migliorata.


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