-->

جاري تحميل ... maousou3a

إعلان الرئيسية

ticker

إعلان في أعلي التدوينة


 

قد يتحطم زجاج النافذة أو الكأس بسهولة تامة ، لكن الزجاج الصلب في الواقع أكثر صلابة وقوة مما ينبغي أن يكون عليه من الناحية الفنية ، إذا أخذنا في الاعتبار تركيبته الجزيئية.


الآن ، اقترب العلماء من الكشف عن مصدر هذه القوة السرية.


باستخدام نموذج كمبيوتر تم ابتكاره حديثًا لمعرفة كيف يمكن للجسيمات الذرية في الزجاج أن تحافظ على تماسكها ، على الرغم من افتقارها إلى هيكل منظم تقليديًا ، لاحظت دراسة جديدة أن هذه الجسيمات يمكن أن تضع العمود الفقري الحامل للقوة في مكانه قبل أن يبرد الزجاج تمامًا من حالة لزجة غير مستقرة.


أظهرت الحسابات أن الهيكل العظمي للجسيمات التي تأخذ الضغط داخل الزجاج اللزج قد نجح في تلبية عتبة الترشيح - النقطة التي تكون فيها شبكة الجسيمات هذه كثيفة بدرجة كافية لدعم المادة والحفاظ عليها قوية.


عندما يتم ضغط مادة حبيبية كثيرًا ، فإنها تشكل مادة صلبة - فكر في ضغط حبيبات الرمل ، على سبيل المثال - يصف الباحثون المادة الصلبة الناتجة بأنها "نظام محشور". تحمل هذه الأنظمة بعض أوجه التشابه مع ما يحدث في تبريد الزجاج ، واستخدم الفريق نموذج الكمبيوتر الخاص بهم لمقارنة الاثنين.


يقول الفيزيائي هوا تونغ ، من جامعة شنغهاي جياو تونغ في الصين: "عند درجة حرارة الصفر ، سيُظهر النظام المحشور ارتباطات طويلة المدى في الإجهاد بسبب شبكة الترشيح الداخلية الخاصة به".


"أظهرت هذه المحاكاة أن الأمر نفسه ينطبق على الزجاج حتى قبل أن يبرد تمامًا."


الزجاج جزء من مجموعة من المواد الصلبة غير المتبلورة التي تفتقر إلى الترتيب الطبيعي بعيد المدى والنمط الشبكي في ذراتها وجزيئاتها الموجودة في البلورات ، على الرغم من كونها قوية في الشكل المبرد.


بدلاً من ذلك ، تأخذ نسبة صغيرة من الجزيئات الكلية الإجهاد ، وسط الفوضى والاضطراب العام ، من منظور مجهري. ومع ذلك ، فإن تلك الجسيمات الحاملة للقوة تحتاج إلى الانتشار أو الترشيح بعيدًا بما فيه الكفاية عبر المادة أولاً ، وتسلط هذه الدراسة الضوء على كيفية حدوث هذا الترشيح بينما تخضع المادة لعملية التزجج.


يوضح العلماء أن الجسيمات في هذه الشبكة الحرجة يجب أن تكون مترابطة من خلال رابطتين قويتين على الأقل ، وعند هذه النقطة يمكن أن تتشكل الشبكة التي تربط النظام بأكمله معًا - حتى لو كان معظم الترتيب الجزيئي مضطربًا.


يعتبر الزجاج من أكثر المواد روعة بالنسبة للعلماء ، لأسباب ليس أقلها أنه يتغير كثيرًا اعتمادًا على ما إذا كان يتم تسخينه أو تبريده. قد يمثل حتى حالة جديدة من المادة في درجات حرارة منخفضة للغاية.


حتى أن الدراسات أظهرت أن الزجاج يتحدى على ما يبدو قوانين الديناميكا الحرارية ، مما يربك التنبؤات العلمية حول الكيفية التي يجب أن يتصرف بها في ظل ظروف معينة. كل هذه النتائج تجعل دراسة الزجاج ليس فقط عن الزجاج نفسه ، ولكن حول كل شيء نفهمه ليكون صحيحًا في الفيزياء.


يعد تطوير زجاج أكثر صرامة وصلابة وطويلة الأمد مفيدًا في جميع أنواع المنتجات ، من أدوات الطهي إلى الهواتف الذكية ، ويأمل الباحثون أن تؤدي نتائجهم إلى ابتكارات جديدة وعملية لهذه المادة ، بالإضافة إلى اختبارات معملية أكثر تفصيلاً.


يقول الفيزيائي هاجيمي تاناكا ، من جامعة طوكيو: "قد تفتح نتائجنا طريقًا نحو فهم أفضل للمواد الصلبة غير المتبلورة من منظور ميكانيكي".

التصنيفات:
تعديل المشاركة
Reactions:
ليست هناك تعليقات
إرسال تعليق

إعلان أسفل المقال