科學家發現新物質狀態:不屬於氣態、液態和固態

2021-01-12 騰訊網

物質是由分子、原子構成的，我們通常所見的物質往往是氣態、液態、固態三種狀態。現在，科學家又發現了一種全新的物質狀態。

據外媒報導，德國康斯坦茨大學的科學家發表在《美國科學院院報》（PNAS）上的一項新研究指出，他們發現一種介於固態和液態（如凝膠）之間的新物質狀態，稱之為「液態玻璃」。

玻璃化轉變對科學家來說有很大的吸引力，當物質從液體轉化為固體時，它們的分子通常排列成晶體。而在在玻璃（和玻璃狀材料）中，分子往往處於凍結或自由無序的狀態。

研究中，研究人員利用聚合物化學方法製造出小塑料顆粒，拉伸並冷卻它們，直到它們變成橢球狀，然後將它們放入合適的溶劑中。由於其獨特的形狀，使得研究人員的粒子更具有方向性。

通過測試了流體中不同密度的粒子，跟蹤了它們運動和旋轉的程度。最終他們發現，在較高的密度下，粒子相互阻擋而無法旋轉，但它們仍然可以移動，形成「液態玻璃」狀態。

康斯坦茨大學物理化學教授的安德烈亞斯·祖姆布施（Andreas Zumbusch）教授表示，在一定的粒子密度下，定向運動發生凍結，而平移運動持續，從而形成了介於固體和液態（如凝膠）之間的「液態玻璃」狀態。

研究人員表示，這種新狀態實際上是液態和固態相互轉變競爭過程，一種是規則相變，另一種是非平衡相變，而粒子的形狀和密度是形成這種形態的關鍵。

這將有助於我們更好地理解玻璃化轉變是如何在最小尺度下工作的，甚至不僅僅局限於玻璃，還有可能揭示從最小的生物細胞到整個宇宙系統中所有無法解釋的紊亂狀態。（快科技）

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