خدمات سایت


متن کامل خبر

دانشمندان یک گام به حل مسئله عجیب فیزیک شیشه نزدیک شدند

شیشه ماده‌ی رایج و متداولی است؛ اما رازهای حل‌نشده‌ی زیادی درباره‌ی آن وجود دارد؛ معمایی فیزیکی که از هزاران سال پیش ذهن انسان را مشغول کرده است.
1398/02/21 03:51:16 ب.ظ
تعداد بازدید: 46 , تعداد آرا:0

شیشه ماده‌ی جامد معمولی و حتی مایع نیست؛ بلکه فاز آن بین مایع و جامد است؛ فاز پیوندی عجیبی که به «جامد بی‌نظم» معروف است. شیشه استحکام لازم را دارد؛ اما در سطح اتمی رفتار آن بیشتر شبیه مایعات است. حالا به‌لطف الگوریتمی که می‌تواند خواص مستقل از دمای شیشه را پیش‌گویی کند، می‌توان جزئیات زیر سطح شیشه را درک کرد. بدین‌ترتیب، یک گام به پیش‌بینی رفتار شیشه در دماهای مختلف نزدیک شدیم و این کشف مقدمه‌ای برای کشف انواع جدید مواد و درک ماهیت عجیب شیشه خواهد شد. سینان کتن، دانشمند مواد از دانشگاه نورث‌وسترن می‌گوید:

    شیشه ظاهر ساده‌ای دارد؛ اما ماده‌ی بسیاری عجیبی است. شیشه بی‌نظم است و ساختار متوازنی ندارد و مرتب به‌دلیل حرکت کُند مولکول‌ها در حال تکامل و تغییر است.

به‌دلیل جابه‌جایی در سطح مولکولی، شیشه هرگز به‌شکل ایده‌آل جامد نمی‌رسد. اتم‌های حالت جامد به‌صورت منظم درکنارهم قرار می‌گیرند و از ساختار کریستالی پیش‌بینی‌پذیر برخوردار هستند. ازنظر تئوری، شیشه در بازه‌ی زمانی کافی می‌تواند به وضعیت ایده‌آل توازن برسد؛ ولی به‌دلیل فرایندهای کُند اتمی، این زمان بسیار طولانی خواهد بود و حتی ممکن است بیش از چند قرن باشد.

مشکل دیگر، دما است. شیشه‌ها، ازجمله شیشه‌های سیلیکایی و انواع دیگر مواد بی‌نظم شیشه‌ای مثل پلیمرها، دربرابر تغییر دما حساس هستند؛ به‌همین‌دلیل درک وضعیت ایده‌آل آن‌ها دشوار می‌شود. گرما عامل اصلی فرایندی موسوم به گذار شیشه است. گذار شیشه به فرایند گذار تدریجی و بازگشت‌پذیر مواد بی‌نظم گفته می‌شود که با افزایش دما از حالت نسبتا شیشه‌ای به حالت لاستیکی تغییر پیدا می‌کنند. بااین‌حال، عاملی دیگر شیشه را از سایر مواد متمایز می‌کند. ونجی زیا، از دانشگاه داکوتای شمالی می‌گوید:

    به‌دلیل ماهیت بی‌نظم و بی‌شکل شیشه، ویژگی‌های آن با دما تغییر می‌کنند و بدین‌ترتیب پیش‌بینی رفتار فیزیکی آن بسیار دشوار می‌شود؛ اما حالا راه جدیدی برای این مشکل پیدا کرده‌ایم.

یکی از مشکلات علم مواد، ابداع روش‌هایی برای شبیه‌سازی انواع مواد شیشه‌ای است که رفتار آن‌ها با گرما تغییر می‌کند. به‌دلیل پیچیدگی مولکولی و ساختار متغیر و بی‌نظم شیشه، انجام چنین آزمایش‌هایی بسیار زمان‌بر است.
شیشه به‌دلیل ساختار فیزیکی نامنظم به حالت ایده‌آل جامد نمیرسد

باوجوداین، پژوهشگران با الگوریتم جدیدی که از مدل‌سازی CG (درشت بافت) استفاده می‌کند، می‌توانند سرعت فرایند را هزار برابر افزایش دهند. در الگوریتم رینرمالیزاسیون، به‌جای محاسبه‌ی موقعیت و نوارهای مولکولی هر اتم مستقل، تنها خوشه‌های اتمی محاسبه می‌شوند و چشم‌انداز وسیع‌تری از انتروپی و انتالپی تأثیرگذار بر سامانه به‌دست می‌آید.

پژوهشگران این روش را با سه نوع متفاوت از پلیمرهای شیشه‌ای، یعنی پلی‌بوتادین و پلی‌استرین و پلی‌کربنات انجام دادند. براساس نتایج، شبیه‌سازی‌های CG دقیقا متناظر با رفتار این مواد در دنیای واقعی بودند. کتن می‌گوید:

     همیشه توصیف رفتار فیزیکی شیشه یکی از بزرگ‌ترین مشکلات دانشمندان بوده است. حالا با کشف این الگوریتم به درک رفتار و حل راز شیشه نزدیک‌تر شده‌ایم.
منبع : زومیت
به این خبر امتیاز بدهید :
برچسب های خبر:
کلمات کلیدی :
  • فیزیک,
  • شیشه,
  • ساختار شیشه,
هیچ نظری برای این خبر ثبت نشده است! اولین نفری باشید که نظری را ارسال می کند!
Captcha




تازه ترین قطار تندروی ژاپن با سرعت 360 Kh معرفی شد image تازه ترین قطار تندروی ژاپن با سرعت 360 Kh معرفی شد 1398/02/22

ژاپن از قطار تندروی ریلی جدید به نام «Alfa-X» رونمایی کرد. این قطار می تواند تا سرعت 360 کیلومتر بر ساعت سفر کند.

امتیاز:
تعداد بازدید: 45

پروژه Euphonia گوگل به کمک افراد مبتلا به مشکلات تکلم می‌شتابد image پروژه Euphonia گوگل به کمک افراد مبتلا به مشکلات تکلم می‌شتابد 1398/02/18

دستیارهای صوتی این روزها به یکی از اجزای جدایی ناپذیر گجت‌های هوشمند تبدیل شده‌اند و روزانه میلیون‌ها نفر در سراسر دنیا از آن‌ها استفاده می‌کنند...

امتیاز:
تعداد بازدید: 21

جالب ترین نکات در مورد گجت های هوشمند image جالب ترین نکات در مورد گجت های هوشمند 1397/11/12

گجت‌های هوشمند یکی از آن دسته از محصولات فناوری محوری هستند که این روزها از از استقبال بی‌نظیری از سوی کاربران در سراسر جهان روبرو شده‌اند.

امتیاز:
تعداد بازدید: 248

دستشویی هوشمند هم در راه است! image دستشویی هوشمند هم در راه است! 1397/10/24

شرکت Kohler قصد دارد از توالت هوشمند و جدید خود با قابلیت پشتیبانی از دستیار صوتی الکسا در نمایشگاه CES2019 رونمایی کند.

امتیاز:
تعداد بازدید: 263

قمقمه پخش کننده موسیقی تولید شد image قمقمه پخش کننده موسیقی تولید شد 1397/10/19

شرکت "Aquio" قمقمه‌ای تولید کرده که اسپیکر نیز هست و می‌تواند علاوه بر خنک یا گرم نگه داشتن آب، موسیقی نیز پخش کند.

امتیاز:
تعداد بازدید: 190

فناوری‌های جذاب 2018 را با هم ببینیم image فناوری‌های جذاب 2018 را با هم ببینیم 1397/10/18

سال 2018 که به تازگی به پایان رسید پر از فناوری های شگفت انگیز بود و ما در این بخش قصد داریم تا به معرفی منحصر به فردترین گجت و فناوری های سال گذشته میلادی بپردازیم.

امتیاز:
تعداد بازدید: 281

مقامات ایران GRAM ارز رمز گذاری شده پیامرسان تلگرام را تهدید علیه امنیت ملی میدانند image مقامات ایران GRAM ارز رمز گذاری شده پیامرسان تلگرام را تهدید علیه امنیت ملی میدانند 1397/10/11

در حالیکه چند هفته بیشتر تا رونمایی از توکن تلگرام، باقی نمانده است، مقامات ایرانی هرگونه همکاری با پیامرسان تلگرام در راستای صدور و احتمالا استفاده از ارز رمزنگاری‌ شده‌ آن معروف به GRAM را اقدام علیه امنیت ملی میدانند.

امتیاز:
تعداد بازدید: 384

با این 5 تکنولوژی، تحول نزدیک است image با این 5 تکنولوژی، تحول نزدیک است 1397/10/02

کارشناسان فعال در حوزه فناوری به تازگی با انتشار گزارشی پیش‌بینی کرده‌اند که اینترنت ۵G، شهرهای هوشمند، اینترنت اشیا، خودروهای خودران و برقی و در آخر ارزهای دیجیتال رمزنگاری شده، آینده جهان را دستخوش تغییرات زیادی خواهد کرد.

امتیاز:
تعداد بازدید: 185

تولید لباس هایی با قابلیت  شارژ گوشی  image تولید لباس هایی با قابلیت شارژ گوشی 1397/09/24

بسیاری از افراد با مشکل تمام شدن شارژ گوشی مواجه هستند و جا گذاشتن شارژر و یا عدم دسترسی به پریز برق برای اکثر مردم اتفاق افتاده است اما پژوهشگران دانشگاه ناتینگهام ترنت به تازگی از تولید لباس هایی با قابلیت شارژ کردن گوشی های همراه خبر دادند.

امتیاز:
تعداد بازدید: 183