Изобретен новый способ получения стекла

При охлаждении жидкости ниже температуры плавления она либо кристаллизуется, либо становится стеклом. Стекло представляет собой особенное состояние вещества: оно имеет механические свойства твёрдых тел, но, подобно жидкостям, характеризуется аморфной структурой.

В 1952 году сэр Чарльз Фрэнк из Бристольского университета (Великобритания) предположил, что структура стекла не является полностью беспорядочной, а содержит структурные мотивы, подобные квадратным антипризмам. Несмотря на то, что существование таких мотивов недавно было подтверждено, их роль при стекловании жидкостей до сих оставалась не до конца понятной.

Учёные из университетов Дюссельдорфа (Германия) и Бристоля (Великобритания) в ходе компьютерного моделирования создали новый тип стекла, расположив атомы никель-фосфорного сплава таким способом, при котором они образовывали бы соответствующие полиэдры. При появлении последних текучесть, присущая жидкостям, исчезает, и вещество твердеет. Таким образом, простым изменением структуры жидкость может быть легко превращена в стекло, без необходимости охлаждения.

Метод требует проведения моделирования жидкостей, которое в данном случае было выполнено на суперкомпьютере BlueCrystal Бристольского университета. Несмотря на образование большого количества полиэдров, в целом в материале сохранялось довольно хаотическое, а не периодическое, как в кристаллах, расположение атомов. Всё это говорит о том, что полученная твёрдая фаза является стеклом.

Таким образом, структура вещества контролирует, будет ли оно жидким или твёрдым. Это открытие может привести к созданию новых стёкол (таких как, например, металлические стекла), лёгкость и прочность которых расширит возможность их практического применения. Другим примером могут быть халькогенидные стёкла, использующиеся при производстве компьютерной памяти и памяти с изменением фазового состояния, пишет журнал Physical Review Letters.