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《自然》:破解无定形态固体的流动性谜团

发布时间:2017-12-03 阅读:

  “自然”:解决无定形固体的流动性之谜

  \\ u0026由法国国家科学研究中心(CNRS)附属的几个实验室进行的一项新的研究首次发现了无定形材料的变形和流动的来源 - 所有颗粒的集体空间运动。预计新的研究将更好地理解金属玻璃的变形和碎裂以及化妆品,食品加工和润滑剂行业常用的易碎材料的扩散。相关论文发表在7月3日的“自然”杂志上。 \\ u0026无定形固体又称为软质玻璃,这种常见物质包括摩丝,剃须膏,金属玻璃,颗粒状物质和泥土。非晶材料不仅具有固体可以保持形状的刚性特征,而且缺乏像液体那样的有序和牢固的晶体结构。 \\ u0026 \\ u0026尽管一些无定形材料通常看起来更像固体,但它们在压力下确实具有流动性。长期以来,非晶态的性质和起源是科学界面临的重大挑战。近年来,无定形固体的实验和理论研究取得了很大的进展,人们已经能够部分地理解它们的“矛盾”性质。在原子尺度上,构成无定形固体的颗粒混合在一起并堵塞在一起,使宏观结构几乎完全停滞不动。然而,对无定形固体流动性的认识还没有确定。 \\ u0026为了回答这个问题,位于波尔多,里昂和巴黎的CNRS实验室的研究人员利用微流体进行了一系列实验。他们观察了高浓度乳液如何流入不同宽度的微通道。该物质由悬浮在水和甘油中的高度浓缩的硅油液滴组成,用显微镜观察乳液的内部状况。研究人员表示,这是一种典型的“模拟”无定形物质(用硅油滴模拟的颗粒),因为硅油滴完全无序,而乳液只有在施加足够的外力时才会流动。通过分析微米级通道中乳液的流动,研究人员确定材料的固有流动行为(或流变学)取决于不同的约束条件。令人惊讶的是,在一定的限制条件下,乳液将显示出更多的流动性。进一步的研究已经表明,材料中的流体颗粒 - 硅酮液滴的大规模运动在空间中集体发生。这种协同效应与非流动性无定形物质的微动力学非常不同。 \\ u0026新的研究将澄清无定形固体的流动行为,并将有助于科学家改进这种复杂现象的模型,但其最终目标之一是更好地预测和理解薄膜层的摩擦学特性和玻璃破碎的方式。科学网任晓鹏/编译)(Nature,454,84-87(2008年7月3日),J.Goyon,L.Bocquet)

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