خدمات سایت


متن کامل خبر

دانشمندان یک گام به حل مسئله عجیب فیزیک شیشه نزدیک شدند

آرشیو
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: 307 , 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




کفی کفش هوشمند Nurvv Run با ۳۲ حسگر مختلف معرفی شد image کفی کفش هوشمند Nurvv Run با ۳۲ حسگر مختلف معرفی شد 1398/10/17

تا به امروز کفش های هوشمند زیادی معرفی شده اند و به طور کلی تنوع در این محصولات زیاد است اما حالا شرکتی به نام Nurvv مدعی شده محصول تازه آن اگر یک دونده باشید بسیار کاربردی و مفید خواهد بود.

امتیاز:
تعداد بازدید: 125

سونی: آینده در نمایشگاه CES 2020 از راه می رسد image سونی: آینده در نمایشگاه CES 2020 از راه می رسد 1398/10/13

تا چند روز دیگر شرکت های بزرگ فناوری در نمایشگاه CES 2020 در شهر لاس وگاس گرد هم می آیند تا از جدیدترین محصولات خود رونمایی کنند.

امتیاز:
تعداد بازدید: 152

سطح ماه فضانوردان را با خطر برق گرفتگی مواجه می‌کند image سطح ماه فضانوردان را با خطر برق گرفتگی مواجه می‌کند 1398/10/07

بعضی از دانشمندان می‌گویند که فضانواردانی که به ماه سفر می‌کنند باید به‌طور جدی مراقب خطر برق گرفتگی و وارد شدن شوک الکتریکی در این سیاره باشند.

امتیاز:
تعداد بازدید: 101

تعیین توالی ژنوم کشف شده در آدامسی ۵۷۰۰ ساله  image تعیین توالی ژنوم کشف شده در آدامسی ۵۷۰۰ ساله 1398/10/01

محققان DNA باقی‌مانده در آدامسی را که ۵۷۰۰ سال پیش به‌وسیله‌ی انسانی باستانی جویده شده بود، تعیین توالی کردند و اطلاعات جدیدی درمورد این مردمان به دست آوردند.

امتیاز:
تعداد بازدید: 234

با برترین گجت های گذشته  آشنا شوید image با برترین گجت های گذشته آشنا شوید 1398/09/26

با نزدیک شدن به پایان دهه ۲۰۱۰ و وارد شدن به دهه جدید، می‌توان به گذشته نگاه کرد و گجت‌هایی را دید که برای همیشه نگاه ما به زندگی و حتی نحوه زندگی کردن را تغییر دادند. از ظهور کنسول‌های دستی بگیرید تا عرضه هدفون‌های کاملا بی‌سیبم که دید ما (بخوانید گوش) نسبت به موسیقی را عوض کردند.

امتیاز:
تعداد بازدید: 319

جدیدترین دستبندهای سلامتی هواوی رونمایی شد image جدیدترین دستبندهای سلامتی هواوی رونمایی شد 1398/09/16

هوآوی در رویداد اختصاصی خود در چین، امروز از جدیدترین نسل از دستبند‌های سلامت خود، با نام Band 4 Pro رونمایی کرد. این دستبند جایگزین بند 3 پرو خواهد شد که سال گذشته معرفی شده بود. در ادامه با هم نگاهی خواهیم انداخت به مشخصات Band 4 Pro. با ما همراه باشید.

امتیاز:
تعداد بازدید: 351

شناسایی راننده‌های متخلف با هوش مصنوعی برای نخستین بار image شناسایی راننده‌های متخلف با هوش مصنوعی برای نخستین بار 1398/09/11

استرالیا اولین کشوری است که برای شناسایی راننده های متخلف به استفاده از هوش مصنوعی روی آورده است.

امتیاز:
تعداد بازدید: 368

گارمین از ساعت هوشمند مخصوص ورزش های آبی رونمایی کرد image گارمین از ساعت هوشمند مخصوص ورزش های آبی رونمایی کرد 1398/07/26

گارمین ساعت هوشمند جدید Swim 2 را برای استفاده در ورزش‌های آبی با قابلیت‌های جدید و قیمت ۲۵۰ دلار معرفی کرد.

امتیاز:
تعداد بازدید: 619