Thủy tinh là gì?

Bạn sẽ cười khi đọc câu hỏi có vẻ ngớ ngẩn này nhưng cho tới nay các nhà vật lý vẫn chưa thể trả lời chính xác.

Tìm hiểu về thủy tinh

Thủy tinh là một loại vật liệu kỳ lạ, tồn tại trong trạng thái lỏng rắn (solid liquid) và làm thế nào điều đó xảy ra vẫn còn là bí ẩn chưa có lời giải đáp.

Vào thời Trung Cổ, người ta cho rằng khi dựng đứng một tấm kính lên thì “dòng thủy tinh” chảy chậm nên phần bên dưới sẽ dày hơn. Tuy nhiên đó là một quan niệm sai lầm bởi kỹ thuật sản xuất thủy tinh thời đó vẫn chưa hoàn thiện. Hiện tại, các nhà khoa học đã xác định thủy tinh không phải là chất lỏng chuyển động chậm mà nó là chất rắn. Tuy nhiên, nó được gọi là chất rắn vô định hình bởi nó không có cấu trúc phân tử như “chất rắn thật”, tuy nhiên cấu trúc phân tử của nó cũng chưa đủ bất định để xếp vào dạng chất lỏng.

Thủy tinh là gì?
Thủy tinh không phải là chất lỏng chuyển động chậm mà nó là chất rắn.

Loading...

Dù vậy, không phải đặc tính nào của thủy tinh cũng được hiểu biết một cách rõ ràng. Câu hỏi lớn nhất là làm thế nào nó có thể chuyển từ dạng lỏng (khi nung chảy) sang dạng chất rắn vô định hình? Khi phần lớn các loại vật liệu trải qua quá trình chuyển đổi giữa trạng thái lỏng và rắn, các phân tử của chúng sẽ ngay lập tức được sắp xếp lại.

Khi các phân tử đang di chuyển tự do trong chất lỏng bị “đông cứng” lại, chúng sẽ hình thành nên một cấu trúc liên kết chặt chẽ. Tuy nhiên quá trình chuyển từ thủy tinh nóng chảy sang một tấm kính rắn, trong suốt lại không diễn ra như vậy. Thay vì thay đổi đột ngột, chuyển động của các phân tử kính lại chậm dần theo chiều giảm nhiệt độ, từ đó giữ lại sự rối loạn của các phân tử lỏng nhưng lại mang các tính chất vật lý của chất rắn.

  • Quy trình nhào nặn nên thủy tinh
  • Thủy tinh thông minh
  • Phương pháp mới làm tăng độ bền cho thủy tinh

Do đó, việc đối xử với thủy tinh như thế nào vẫn còn là một câu hỏi mở. Tiến sĩ Hajime Tanaka tại Đại học Tokyo cho biết: “Cứ mỗi nhà nghiên cứu lại cho ra một lời giải thích khác nhau".

Một nguyên nhân cho sự kỳ lạ này có thể là do sự chuyển đổi năng lượng. Theo định luật nhiệt động lực học, khi có sự trao đổi nhiệt diễn ra bên trong một hệ, các nguyên tử khác nhau sẽ tự ổn định bằng cách sắp xếp ít tốn năng lượng nhất. Nhưng trong một hệ, khả năng ổn định của các nguyên tử là khác nhau nên trạng thái ổn định của chúng cũng khác nhau, một số nhóm sẽ rơi vào trạng thái bất ổn định.

Tuy nhiên, cách giải thích này vẫn chưa giải thích được tại sao hành vi ổn định của các nguyên tử là khác nhau. Tuy nhiên, tiến sĩ Tanaka vẫn sẽ tiếp tục cùng với các nhà nghiên cứu khác đi tìm câu trả lời. Ông cho biết: “Cho đến nay sự tạo thành tinh thể và thủy tinh thường được nghiên cứu độc lập. Nhưng tôi tin rằng giữa 2 trạng thái này có mối quan hệ với nhau và bằng cách phân tích cấu trúc hình học của tinh thể, chúng ta có thể sẽ tìm thấy điểm tương tự ở thủy tinh".

Loading...
TIN CŨ HƠN
12 con Giáp từ đâu ra?

12 con Giáp từ đâu ra?

Ai nghĩ ra 12 con vật (Tý, Sửu, Dần, Mão…) của âm lịch? Con rồng có thật hay không? Giờ tính theo can chi có liên quan gì đến 12 con vật?

Đăng ngày: 25/02/2018

"Ướp xác" ở nhiệt độ -196 độ C: Nhân loại đang tiến 1 bước đến sự bất tử?

Tạm ngưng cuộc sống bằng phương pháp đông lạnh rồi đánh thức dậy sau hàng chục năm, thậm chí là hàng trăm năm là điều không ít người tin và bỏ ra cả gia tài để thực hiện.

Đăng ngày: 01/12/2016
Tên lửa hành trình hoạt động như thế nào?

Tên lửa hành trình hoạt động như thế nào?

Có lẽ rất nhiều lần bạn đã thoáng nghe qua về tên lửa hành trình Tomahawk xuất hiện trên những trang tin tức, truyền hình. Đây là vũ khí chiến lược của Hoa Kỳ và là lựa chọn hàng đầu cho các cuộc tấn công nhanh gọn

Đăng ngày: 01/12/2016
Kinh ngạc 8 sự thật khó tin tưởng chừng như hoang đường

Kinh ngạc 8 sự thật khó tin tưởng chừng như hoang đường

Một số sự thật khó tin nhất thế giới xảy ra trong cuộc sống khiến không ít người kinh ngạc.

Đăng ngày: 30/11/2016
Vì sao sấm sét không làm ảnh hưởng đến máy bay trong khi bay?

Vì sao sấm sét không làm ảnh hưởng đến máy bay trong khi bay?

đường nứt sáng loá trên bầu trời

Đăng ngày: 30/11/2016
Những chuyến bay không tên đến căn cứ quân sự tối mật của Mỹ

Những chuyến bay không tên đến căn cứ quân sự tối mật của Mỹ

Trong khuôn viên sân bay quốc tế McCarran ở Las Vegas có một phi đội máy bay dân sự, nhưng điều đáng nói là không thể mua vé để lên những máy bay này bởi lẽ chúng chỉ dành cho những hoạt động đặc biệt ở Vùng 51 - căn cứ quân sự tối mật của Mỹ.

Đăng ngày: 30/11/2016
Lời tiên tri đáng sợ 8 tháng trước về tai nạn máy bay thảm khốc ở Colombia

Lời tiên tri đáng sợ 8 tháng trước về tai nạn máy bay thảm khốc ở Colombia

Ít ai biết rằng máy vụ máy bay chở đội bóng Chapecoense của Brazil rơi ở Columbia khiến 76 người thiệt mạng từng được một nhà tâm linh người Brazil dự báo cách đây 8 tháng.

Đăng ngày: 30/11/2016
Tiêu điểm
Khoa Học News