突破性发现揭示了玻璃结构

玻璃是我们每天看到的最常见的受试者之一,但这种非金属和非液体材料的详细结构一直是科学中的主要奥秘。欧洲杯线上买球

由香港城市大学(Coutchu)的科学家联合主导的研究小组已成功发现,无定形和晶体金属玻璃具有相同的结构构建块。并且是这些块之间的连接,其区分晶体和无定形状态的材料。调查结果揭示了对玻璃结构的理解。

玻璃是一种非晶非晶固体,在日常生活中有着广泛的实用和技术应用。除了用于窗户的钠石灰玻璃,还有许多其他类型的玻璃,如金属玻璃。玻璃相物质是一种神秘而特殊的物质:表面表现为固体,但内部却表现为液体一样的无序。因此,它的结构一直是科学研究的焦点。

一个研究小组共同领导王Xunli教授,物理学讲座教授及物理学在香港城市大学系主任,发现了一个玻璃固体,其结晶对应,之间的结构链接,在理解的无定形的详细结构的突破口材料。这项工作发表在自然材料欧洲杯足球竞彩名为“一种连接无定形和晶态的中程结构基序".

“玻璃结构一直是一个盛大的科学挑战,”王教授说。

与晶体固体不同的是,晶体固体是由被称为单元细胞的基本构件周期性堆积(长程顺序)构成的,玻璃材料没有长程顺序。但一种玻璃材料已经订购了近程(2-5 Å)和中程(5-20 Å)的结构,甚至更长的长度尺度。然而,由于材料的非晶性质造成的对比度不足,科学家很难通过实验确定中程有序的性质。因此,在中等范围或较长的尺度上,非晶材料与晶体材料之间是否存在结构联系仍是一个科学谜。使问题进一步复杂化的是,非晶态材料往往结晶成不同组成的相,具有非常不同的底层结构构件。

为了克服这一挑战,研究小组通过精确控制金属玻璃(钯-镍-磷(Pd-Ni-P)合金)在高温下的加热,捕捉到了中间结晶相。

该团队随后采用不同的先进结构分析技术,包括高分辨率透射电子显微镜,高精度同步X射线衍射和自动化计算机图像分析。通过将金属玻璃(合金)的结构进行比较其无定形​​和中间晶体状态,该团队发现两种形式的合金共享相同的构建块,这是一个六元三折三角棱镜簇(6M-TTP)由钯、镍和磷原子组成研究小组还得出结论,是星团之间的连通性区分了晶态和非晶态。

“我们的实验研究表明,连接非晶态和结晶状态的结构构建块,例如PD-Ni-P金属玻璃的三角棱镜簇,可以很好地延伸到中范围长度,大约一定的埃(å)这可能是无定形材料的普遍特征。这一发现强烈建议玻璃的结构从其晶体对应的区别于结构构建块的连通性,欧洲杯足球竞彩王教授说。

研究人员认为,了解非晶材料的分子结构对新材料的设计至关重要,因为结构决定了性能。欧洲杯足球竞彩“我们的实验研究在延长长度尺度下的无定形材料结构上的光线。这将很长的路要走我们努力弄清楚玻璃的结构,”欧洲杯足球竞彩王教授补充说。

南京科技大学研究小组(NJust),Couteu和Argonne National L欧洲杯线上买球aboratory Co-Lived这项研究。相应的作者是兰斯教授的NJUST,任阳博士,阿尔冈国家实验室高级物理学家,王教授。

共同第一作者为兰教授、南京航空航天大学博士生朱力先生、香港城市大学东莞研究院吴振铎博士、中国科学院顾林教授。欧洲杯线上买球其他合作伙伴包括香港大学工程学院杰出教授刘连轩教授及香港城市大学物理系刘琦博士。

国家自然科学基金、江苏省自然科学基金、中央高校基本科研业务费专项资金、粤港澳中子散射科学与技术联欧洲杯线上买球合实验室、裘槎基金会资助及香港特别行政区研究资助局。

来源:https://www.cityu.edu.hk/

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