مخبر - 1398/02/21 - دانشمندان یک قدم به حل مسئله عجیب فیزیک شیشه نزدیک شدند

دانشمندان یک قدم به حل مسئله عجیب فیزیک شیشه نزدیک شدند
شیشه ماده ی رایج و متداولی است؛ اما رازهای حل نشده ی زیادی درباره ی آن وجود دارد؛ معمایی فیزیکی که از هزاران سال پیش ذهن انسان را مشغول کرده است.
دانشمندان یک قدم به حل مسئله عجیب فیزیک شیشه نزدیک شدند

شیشه ماده ی جامد معمولی و حتی مایع نیست؛ بلکه فاز آن بین مایع و جامد است؛ فاز پیوندی عجیبی که به «جامد بی نظم» معروف است. شیشه استحکام لازم را دارد؛ اما در سطح اتمی رفتار آن بیشتر شبیه مایعات است. حالا به لطف الگوریتمی که می تواند خواص مستقل از دمای شیشه را پیش گویی کند، می توان جزئیات زیر سطح شیشه را درک کرد. بدین ترتیب، یک گام به پیش بینی رفتار شیشه در دماهای مختلف نزدیک شدیم و این کشف مقدمه ای برای کشف انواع جدید مواد و درک ماهیت عجیب شیشه خواهد شد. سینان کتن، دانشمند مواد از دانشگاه نورث وسترن می گوید:شیشه ظاهر ساده ای دارد؛ اما ماده ی بسیاری عجیبی است. شیشه بی نظم است و ساختار متوازنی ندارد و مرتب به دلیل حرکت کُند مولکول ها در حال تکامل و تغییر است.

ساختار مولکولی نامنظم

سیستم مدل شبیه سازی شده ی CGبه دلیل جابه جایی در سطح مولکولی، شیشه هرگز به شکل ایده آل جامد نمی رسد. اتم های حالت جامد به صورت منظم درکنارهم قرار می گیرند و از ساختار کریستالی پیش بینی پذیر برخوردار هستند. ازنظر تئوری، شیشه در بازه ی زمانی کافی می تواند به وضعیت ایده آل توازن برسد؛ ولی به دلیل فرایندهای کُند اتمی، این زمان بسیار طولانی خواهد بود و حتی ممکن است بیش از چند قرن باشد.مقاله های مرتبط:

  • گالیوم، فلزی با خواص عجیب
  • روند شکسته شدن شیشه را با نرخ 10 میلیون فریم بر ثانیه تماشا کنیدمشکل دیگر، دما است. شیشه ها، ازجمله شیشه های سیلیکایی و انواع دیگر مواد بی نظم شیشه ای مثل پلیمرها، دربرابر تغییر دما حساس هستند؛ به همین دلیل درک وضعیت ایده آل آن ها دشوار می شود. گرما عامل اصلی فرایندی موسوم به گذار شیشه است. گذار شیشه به فرایند گذار تدریجی و بازگشت پذیر مواد بی نظم گفته می شود که با افزایش دما از حالت نسبتا شیشه ای به حالت لاستیکی تغییر پیدا می کنند. بااین حال، عاملی دیگر شیشه را از سایر مواد متمایز می کند. ونجی زیا، از دانشگاه داکوتای شمالی می گوید:به دلیل ماهیت بی نظم و بی شکل شیشه، ویژگی های آن با دما تغییر می کنند و بدین ترتیب پیش بینی رفتار فیزیکی آن بسیار دشوار می شود؛ اما حالا راه جدیدی برای این مشکل پیدا کرده ایم.یکی از مشکلات علم مواد، ابداع روش هایی برای شبیه سازی انواع مواد شیشه ای است که رفتار آن ها با گرما تغییر می کند. به دلیل پیچیدگی مولکولی و ساختار متغیر و بی نظم شیشه، انجام چنین آزمایش هایی بسیار زمان بر است.شیشه به دلیل ساختار فیزیکی نامنظم به حالت ایده آل جامد نمیرسدباوجوداین، پژوهشگران با الگوریتم جدیدی که از مدل سازی CG (درشت بافت) استفاده می کند، می توانند سرعت فرایند را هزار برابر افزایش دهند. در الگوریتم رینرمالیزاسیون، به جای محاسبه ی موقعیت و نوارهای مولکولی هر اتم مستقل، تنها خوشه های اتمی محاسبه می شوند و چشم انداز وسیع تری از انتروپی و انتالپی تأثیرگذار بر سامانه به دست می آید.پژوهشگران این روش را با سه نوع متفاوت از پلیمرهای شیشه ای، یعنی پلی بوتادین و پلی استرین و پلی کربنات انجام دادند. براساس نتایج، شبیه سازی های CG دقیقا متناظر با رفتار این مواد در دنیای واقعی بودند. کتن می گوید: همیشه توصیف رفتار فیزیکی شیشه یکی از بزرگ ترین مشکلات دانشمندان بوده است. حالا با کشف این الگوریتم به درک رفتار و حل راز شیشه نزدیک تر شده ایم.

  • محتوای این خبر به صورت خودکار از سایتهای مورد تایید ج.ا دریافت شده و بدون هیچ دخل و تصرفی نمایش داده می شود. اگر به هر دلیلی نیاز است که خبر حذف شود، لطفا از این لینک استفاده نمایید تا در اسرع وقت اقدام شود.
    اخبار مرتبط




     |  درباره ما |  ارتباط با ما |  تبلیغات |  آخرین پستها |  تیتراخبار |  خبرگزاریها |  صفحه اصلی | 

    مخبر جامعترین و بزرگترین سایت جمع آوری اخبار ایران می باشد که توسط موتور هوشمند جمع آوری و پیش پردازش اخبار هزاران فید خبری را جمع آوری نموده و در اختیار مخاطبان قرار می دهد.
    مخبر هیچگونه مسئولیتی در قبال محتوای منتشر شده نخواهد داشت.