玻璃表面看上去是固体，实际上并不是。50多年来，科学家一直在尝试弄清玻璃的本质。近日，英国、澳大利亚及日本的科学家联合研究发现，玻璃无法成为固体的原因在于玻璃冷却时所形成的特殊的原子结构。主要研究人员、英国布里斯托尔大学的Paddy Royall说：“一些材料在冷却时会形成结晶，其原子会以高度规则的模式进行排列，称为“晶格（lattice）”。不过玻璃在冷却时，原子拥堵在一起，几乎随机排列，妨碍了形成规则的晶格。”

 

在实验中，为了观察微观原子的真实运动情况，研究人员利用较大的胶体微粒模拟原子，并用高倍显微镜进行观察。结果发现，这些粒子形成的凝胶因为构成了二十面体结构而无法形成结晶——这与20世纪50年代布里斯托尔大学的Charles Frank作出的预测相一致。这种结构解释了为什么玻璃是“玻璃”而不是液体或固体。

 

此项研究对于理解亚稳态材料来说是个重大的突破，它将使进一步的开发金属玻璃等新材料成为可能。另外，如果能够通过操作使金属在冷却时形成玻璃一样的内部结构，将有可能大大减少金属缺陷。

 

原文链接：http://www.nature.com/nmat/journal/v7/n7/abs/nmat2219.html

 

（梅进/编译）

 

《科学新闻》 (2008年 9月 第1期 封面集锦)