szerző:
hvg.hu

Ikozaéderes szerkezetű az üveg, egyszerre viselkedik folyadékként és szilárd halmazállapotúként, akár átlátszó, könnyed, de erős repülőgépet is lehetne belőle gyártani, fantáziálnak a Bristoli Egyetem kutatói a LiveScience értesülései szerint.


Mégsem szilárd
© hvg.hu
Régóta vita tárgya fizikusok körében az, hogy az üveg szilárd vagy folyékony halmazállapotú-e igazából. Szilárd külseje ellenére az anyag ugyanis "összeszorult", a folyékony és a szilárd állapot közti anyagállapotban van, amelyet a dugóban lévő autókhoz lehet a legjobban hasonlítani: atomjai lassan mozognak és nem tudnak helyükre jutni, mivel a többi atom kvázi "elfoglalja" előlük az utat - ezért hiába tűnik az üveg kemény anyagnak, igazából nem az.

Paddy Royall, a Bristoli Egyetem kutatója szerint az üveg e tulajdonságát különleges ikozaéderes szerkezetének köszönheti, amit már az 1950-es években megállapított az egyetem egyik professzora, Sir Charles Frank, de véleményét sosem tudta kísérleteivel bizonyítani. A most megszerzett vizsgálati eredmények szerint a lehűlés során az üvegben különleges atomszerkezet alakul ki - kristályosság helyett az atomok rendezetlenebbül, ikozaéderes szerkezetben helyezkednek el, így az üvegből igazából üveg alakul ki, nem szilárd vagy folyékony halmazállapotú rendszer.

Az üvegszerkezet révén képesek leszünk fémüveget is létrehozni, olyan erős, ugyanakkor pedig könnyű anyagot, amelyből nemcsak golfütőt, hanem repülőgépszárnyakat, illetve motoralkatrészeket is lehetne gyártani - ez esetben még sokkal kisebb lenne az esélye a fémhibából adódó repülőgépkatasztrófáknak. (Royall egyébként azon véleményen van, hogy minden üvegből idővel igazi szilárd anyag kristályosodik ki, ehhez viszont több milliárd évnek kell eltelnie, életünk során pedig nem vagyunk képesek a változást követni, így egyértelműen szilárd anyagként fogjuk fel az üveget.)


Az üveg szerkezetéről számolt be a Popular Science magazin is. A hideg vízben landoló olvadt üveg pillanatok alatt változik nagy anyagfeszültségű testté, amelyet kalapáccsal nagyon nehezen lehet csak összetörni, viszont abban a pillanatban szilánkokra robban, ahogyan az üvegtest "farkát" (vagy csóváját) megütik. Lehűlés közben ugyanis az üveg külső felületének gyorsan csökken a hőmérséklete, és ezzel egyidőben össze is megy - belseje még folyékony, tud idomulni az egyre zsugorodó külső felülethez. Amikorra az üvegbelső megszilárdult, a külső héj már nem tud alkalmazkodni a kisebb belső maghoz, ezért olyan belső feszültség alakul ki, mintha az üvegtest központja maga felé húzna mindent. Míg az üvegcsóvát megütve milliszekundumok alatt robban szét a test, ezzel egy időben ugyanezen belső feszültség miatt az apró karcolások nem repednek tovább teljes töréssé.