منو
 صفحه های تصادفی
نقش انگشتر امام حسن علیه السلام
تراز انرژی
وحشت دشمنان از پیامبر اکرم
خونریزی زیر ملتحمه
تیره سنجد
تلاش امام باقر علیه السلام برای کسب حلال
ساختمان های مرکب لوله ای
آزمایش جوشاندن آب سرد
تنش های اصلی و مشخصات آنها
تیرک گل
 کاربر Online
369 کاربر online
 : فیزیک
برای پاسخ دادن به این ارسال باید از صفحه قبلی اقدام کنید.   کاربر offline دبیر گروه فیزیک 3 ستاره ها ارسال ها: 2228   در :  دوشنبه 28 دی 1388 [14:44 ]
  دانشمندان مدل بهتري براي توليد شيشه پيدا مي‌كنند
 

دانشمندان مدل بهتري براي توليد شيشه پيدا مي‌كنند


دانشمندان علم مواد در هاروارد چيزي را يافته‌اند كه فكر مي‌كنند مدل بهتري براي تشكيل شيشه، نوعي جامد بي‌شكل شامل شيشه پنجره‌هاي معمولي است.

شيشه‌ها در طي فرايند شيشه‌اي شدن تشكيل مي‌شوند كه در آن مايعي كه بايد شيشه را تشكيل دهد، به آرامي خنك مي‌شود و به صورت جامدي در مي‌آيد كه مولكول‌هاي آن گرچه ديگر حركت نمي‌كنند اما به طور دائم در ساختار بلوري قفل نشده‌اند، بلكه بيش‌تر شبيه مايعي هستند كه صرفاً از حركت باز ايستاده است ولي در دوره‌ي زماني طولاني مي‌تواند به حركت خود ادامه دهد.

«شيشه، فقط در مقياس زماني محدود دائمي است. اين ماده، مايعي است كه از حركت باز ايستاده و جريان ندارد». اين موضوع را ديويد وايتس استاد دانشگاه هاروارد بيان كرد و گفت: «يك بلور داراي ساختاري منحصر به فرد و بسيار منظم است كه خود را بارها و بارها تكرار مي‌كند. شيشه هرگز خود را تكرار نمي‌كند. شيشه مي‌خواهد بلور باشد اما چيزي مانع از بلورين شدن آن مي‌شود.»

غير از شيشه‌ي پنجره كه از سيليس و ديوكسيد سيلسيم ساخته شده است، بسياري از قندها هم شيشه‌اند. مثلاً عسل در دماي اتاق شيشه نيست اما وقتي خنك و جامد شود، شيشه مي‌شود.

دانشمندي مانند وايتس براي شناخت خواص شيشه‌ها از مدل‌ها استفاده مي‌كنند. وايتس و اعضاي گروه پژوهشي‌اش، همراه با همكاران دانشگاه كلمبيا و دانشگاه نورث تگزاس در اين شماره مجله نيچر توصيه‌ي جديدي را درباره‌ي مدل قديمي گزارش كرده‌اند كه به نظر مي‌رسد بازسازي آن رفتار، شيشه را بهبود مي‌بخشد.

اين مدل يك شاره‌ي كلوييدي، مايعي با ذرات ريز، يا كلوييدهايي است كه به صورت يكنواخت در آن معلق‌اند. دانشمندان با استفاده از كلوييدها و افزودن ذرات بيش‌تر به شاره جامد شدن شيشه‌ها را مدل‌سازي مي‌كنند. اين موضوع باعث افزايش چگالي ذرات و غليظ‌تر شدن شاره مي‌شود و روان شدن آن را كندتر مي‌سازد. امتياز اين رهيافت، مطالعه‌ي مستقيم شيشه‌هاست. ذرات كلوييدي 1000 بار بزرگ‌تر از مولكول شيشه‌اند و مي‌توان آن‌ها را با يك ميكروسكوپ مشاهده كرد.

وايتس مي‌گويد: «آن‌ها بزرگ هستند و كندتر و كندتر مي‌شوند. رفتارشان شبيه شاره نيست. رفتار بلورين هم ندارند. از بسياري جهات شبيه شيشه‌اند.»

مسئله كلوييدهاي معمولي كه در اين مدل‌ها به كار مي‌روند، آن است كه با عبور از يك نقطه‌ي معين به سرعت جامد مي‌شوند، بر خلاف بيش‌تر شيشه‌ها كه با جامد شدن تدريجي حركتشان به تدريج كند مي‌شود. وايتس و همكارانش با بهره‌گيري از ذرات نرم و تراكم‌پذير در كلوييد به جاي ذرات سخت، كلوييدي را به وجود آورده‌اند كه رفتاري شبيه شيشه دارد. اين موضوع باعث مي‌شود كه با افزودن ذرات بيش‌تر، آن‌ها به هم فشرده شوند و با سرعت كم‌تري روان شوند اما تأخير در جامد شدن باعث مي‌شود رفتاري شيشه مانند داشته باشند.

با تغيير دادن سفتي ذرات كلوييدي، پژوهشگران مي‌توانند رفتار كلوييدي را تغيير داده و وفاداري مدل به شيشه‌هاي مختلف را بهبود بخشند. وايتس مي‌گويد: «اطلاعات زيادي در مورد رفتار مولكول شيشه در اين مورد وجود دارد كه نمي‌توان آن را در ذرات كلوييدي ديد. اين موضوع كه مي‌توان چيزها را پيش چشم آورد، شناخت خوبي در اختيار شما مي‌گذارد كه هرگز نمي‌توان آن را با مولكول شيشه به دست آورد.»

ديويد وايتس مي‌گويد: «شيشه فقط در مقياس زماني معين دائمي است. شيشه مايعي است كه از حركت باز ايستاده و روان نيست.»

مرجع: http://www.physorg.com/news176567658.html

  امتیاز: 0.00