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: 162 , 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




تلویزیون‌های عمودی، تکنولوژی جدید صوتی تصویری image تلویزیون‌های عمودی، تکنولوژی جدید صوتی تصویری 1398/06/22

شرکت تی سی ال به دنبال عرضه کردن تلویزیون های عمودی به بازار در سال ۲۰۱۹ است. تی سی ال یکی از چندین سازنده تلویزیون چینی بوده که در سال‌های اخیر به ایالات متحده و اروپا نیز راه پیدا کرده است.

امتیاز:
تعداد بازدید: 29

تلویزیون OLED شفاف پاناسونیک معرفی شد  image تلویزیون OLED شفاف پاناسونیک معرفی شد 1398/06/16

پاناسونیک نسخه‌ی مفهومی به‌روز‌ شده‌ی تلویزیون شفاف خود را در ایفا ۲۰۱۹ به‌نمایش گذاشت.

امتیاز:
تعداد بازدید: 47

سازمان NHTSA آمریکا فناوری دوربین‌ جانبی خودرو را آزمایش می‌کند  image سازمان NHTSA آمریکا فناوری دوربین‌ جانبی خودرو را آزمایش می‌کند 1398/06/11

سازمان NHTSA آمریکا دوربین‌های جانبی جدید را آزمایش می‌کند؛ دوربین‌هایی که گفته می‌شود در آینده جایگزین آینه‌ها خواهند شد.

امتیاز:
تعداد بازدید: 68

دیگر نیاز نیست بند کفش هایتان را ببندید! image دیگر نیاز نیست بند کفش هایتان را ببندید! 1398/06/09

نایکی جدیدترین کفش هوشمند خود به نام نایکی Adapt Huarache را رونمایی کرد. این کفش قابلیت باز و بسته کردن بند کفش را داشته و می توان از طریق سیری آن را کنترل کرد.

امتیاز:
تعداد بازدید: 95

جدیدترین حفره امنیتی در بلوتوث شناسایی شد image جدیدترین حفره امنیتی در بلوتوث شناسایی شد 1398/05/28

کارشناسان امنیتی حفره‌ی جدیدی در بلوتوث شناسایی کردند که امکان کوتاه‌کردن کلیدهای رمزنگاری آن را به مجرمان سایبری می‌دهد.

امتیاز:
تعداد بازدید: 52

با این 10 قابلیت اپل واچ آشنا شوید image با این 10 قابلیت اپل واچ آشنا شوید 1398/05/05

ساعت‌های هوشمند اپل واچ به قابلیتهای متعددی مجهزند که به کاربران اجازه می‌دهد کار و فعالیت‌های موردنظر خود را بسیار راحت‌تر از حالت معمول انجام دهند.

امتیاز:
تعداد بازدید: 134

احیای گسترده جنگل‌ها و تاثیر چشمگیر آن بر کاهش روند گرمایش جهانی  image احیای گسترده جنگل‌ها و تاثیر چشمگیر آن بر کاهش روند گرمایش جهانی 1398/04/18

درصورتی که در سرتاسر زمین، درختانی مناسب در مناطق مناسب کشت شوند، ۲۰۵ گیگاتن کربن‌دی‌اکسید ذخیره خواهد شد.

امتیاز:
تعداد بازدید: 0

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: 163

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: 142

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: 372