gov-civil-vilareal.ptLe verre liquide est le plus récent état bizarre de la matière à émerger
>Kryptonite et cristaux kyber Cela peut sembler être l'une des substances naturelles les plus incroyables de la science-fiction (et sur des planètes fictives), mais les choses ici sur Terre peuvent devenir encore plus étranges.
Ce n'est pas du verre fondu et ni solide ni liquide - mais les scientifiques ont maintenant découvert un nouvel état de la matière connu sous le nom de verre liquide . Ses particules individuelles peuvent se déplacer mais pas tourner. Le verre liquide se trouve dans colloïdes , qui ont une substance dispersée à travers une autre, bien qu'aucune substance ne puisse se séparer ou se déposer comme dans les solutions ou les suspensions. Lorsque certains colloïdes deviennent suffisamment denses, leur structure se bloque dans cet état vitreux. Il restera ainsi jusqu'à ce que la structure redevienne ordonnée.
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Le physicien Matthias Fuchs et le chimiste Andreas Zumbusch de l'Université de Constance en Allemagne ont induit l'état de verre liquide dans un laboratoire en utilisant des colloïdes qu'ils ont eux-mêmes créés. Après avoir utilisé des particules sous une forme qui n'avait jamais été expérimentée auparavant, ils voulaient voir ce qui s'était passé pendant la transition vitreuse et j'ai quelque chose de digne Superman ou alors Guerres des étoiles .
Des suspensions de colloïdes ellipsoïdaux forment un état inattendu de la matière, un verre liquide dans lequel les rotations sont figées tandis que les translations restent fluides, Fuchs et Zumbusch dit dans une étude récemment publiée dans PNAS . L'analyse d'images dévoile des précurseurs nématiques jusqu'alors inconnus comme éléments structurels caractéristiques de cet état. L'obstruction mutuelle de ces amas ramifiés empêche l'ordre cristallin liquide.
Lorsque Fuchs et Zumbusch ont examiné de plus près ce phénomène, ils ont été confrontés à un problème majeur. Tous les colloïdes étudiés jusqu'à présent contenaient des particules sphériques sans orientation. Il est impossible de dire où se trouve une sphère, car elle n'a ni début ni fin, à moins que quelqu'un ne veuille la tâche ingrate de peindre des flèches microscopiques sur chaque particule. Les scientifiques ont plutôt utilisé la chimie des polymères pour produire de petites particules de plastique (qui étaient encore plus grosses que des atomes ou des molécules) qu'elles ont ensuite étirées en une forme elliptique. Ceux-ci ont ensuite été incorporés dans un solvant pour créer un colloïde.
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Sous un microscope optique, les particules ont montré des changements de position et de mouvement qui ont révélé des arrangements jamais vus auparavant qui étaient presque incroyables.
Pour qu'une structure cristalline se forme, elle doit avoir exactement cela - une structure ordonnée. Le verre est bizarre parce qu'il peut sembler solide mais n'est en fait ni un solide ni un liquide. Vous remarquerez peut-être que le bas d'une vitre plus ancienne est juste légèrement plus épais que le haut parce que le verre suintait très lentement vers le bas. Certains cristaux liquides deviennent nématique après avoir atteint un état vitreux. Cela signifie que les molécules sont parallèles et, bien qu'elles puissent flotter, elles ne peuvent pas tourner. Cette incapacité à tourner signifie qu'ils ne peuvent pas manœuvrer et se réorganiser de la bonne manière pour obtenir une structure cristalline solide.
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Le verre liquide avec des particules ellipsoïdes reflète mieux ce qui se passe réellement dans la nature ou la technologie. Vous n'obtenez pas trop d'occurrences de particules parfaitement sphériques dans les deux cas, et si cela se produisait, le manque d'orientation des particules ne ferait que rendre les simulations et les occurrences réelles de cet état étrange de la matière plus difficiles à étudier. Changer les concentrations des particules a permis aux scientifiques de voir des changements de mouvement et de rotation qui leur auraient autrement échappé. Ils ont vu que des états vitreux se produisaient à des densités spécifiques lorsque la rotation se figeait.
Cela ne signifie pas que la formation de cristaux est vouée à l'échec. Le verre liquide ne durera que tant que les particules du colloïde, coincées dans une orientation similaire, forment des amas et se gênent mutuellement. Lorsque les particules ont suffisamment d'énergie, plus la bonne pression et le bon volume, pour tourner à nouveau, elles passent d'un état de verre liquide à un cristal liquide au fur et à mesure qu'elles commencent à se réorganiser dans le bon ordre.
L'état de verre liquide peut donner le paradigme recherché depuis longtemps où l'interaction entre les corrélations critiques d'équilibre et le ralentissement critique par rapport à la formation de verre peut être étudiée au microscope, Fuchs et Zumbusch ont dit .
Alors, cela arrive-t-il à la kryptonite lorsqu'elle cristallise, ou quoi? Seul un vrai Kryptonien connaîtrait la réponse.
