Сегодня 25 октября 2026
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Новости Hardware

Необретённые технологии: учёные нащупали путь к «идеальному стеклу» со свойствами алмаза и металлу со свойствами стекла

Исследователи из США нашли теоретическую возможность объяснить парадокс конца 40-х годов прошлого века — секрет «идеального стекла», или парадокс Кауцмана. В 1948 году Уолтер Кауцман (Walter Kauzmann) предположил существование аморфного материала с минимальной (почти нулевой) энтропией, который при этом сохраняет хаотичное расположение частиц, но обладает исключительной стабильностью и упорядоченностью. Это был бы чудесный материал, но его так и не создали.

 Слева идеальное стекло, справа — обычное. Источник изображения: Phys. Rev. Lett., 2026

A — идеальное стекло, B — обычное (круги — это упрощение моделирования, а не атомы). Источник изображения: Phys. Rev. Lett., 2026

Группа физиков из Университета Орегона (University of Oregon) провела теоретическое исследование, которое показало, что так называемое «идеальное стекло» теоретически возможно. Долгие десятилетия учёные считали существование такого состояния парадоксальным, поскольку обычное охлаждение жидкого раствора или расплава до стеклообразного состояния не позволяет достичь истинного минимума энергии (атомов, молекул или частиц) без кристаллизации.

Ключевой прорыв произошёл, когда учёные допустили «читерский» приём в компьютерной симуляции. При воспроизведении двумерного аморфного материала они позволили частицам менять свой размер в процессе упаковки по мере остывания. Это дало дополнительную степень свободы и позволило создать конфигурацию, при которой структура материала при затвердевании остаётся полностью аморфной, но достигает состояния гиперупорядоченности. Энергия частиц падает ниже той, которая достигается при кристаллизации, но сама кристаллизация не возникает.

Модель показала, что в таком случае каждая частица в материале будет иметь в среднем шесть контактов с соседями; в нём будут отсутствовать сгустки и пустоты, а механически материал будет вести себя подобно идеальному кристаллу. При внешнем воздействии (например, ударе) колебания распространяются равномерно, как в алмазе.

Разрешение парадокса Кауцмана происходит благодаря тому, что традиционные пути (медленное охлаждение) действительно не способны привести к идеальному стеклу за конечное время — система застревает в метастабильных состояниях с избыточной энтропией. Однако симуляция доказывает: такое состояние не противоречит физике, оно просто требует нестандартного способа формирования.

Полученное «идеальное стекло» демонстрирует свойства кристалла (высокие стабильность, жёсткость и упругость), оставаясь при этом аморфным по структуре. Открытие имеет важное теоретическое значение для понимания стеклообразных и аморфных систем в целом, а также открывает перспективы поиска новых подходов к созданию сверхстабильных аморфных материалов.

Например, в таком состоянии металлы могут быть аморфными, а не кристаллическими, не теряя электропроводности и приобретая упругость и повышенную жёсткость, что могло бы найти применение в авиации и космонавтике. Если говорить более приземлённо, то солнечным панелям на крышах и на фермах тоже не помешало бы более устойчивое к граду и повреждениям стекло — одновременно упругое и жёсткое.

К сожалению, учёные пока не знают методов производства таких материалов. Но сама физика подобных состояний — это уже обещание будущих возможностей. Технологии могут быть не только утерянными, но и ещё не обретёнными.

Было интересно? Скажите об этом Google, чтобы чаще получать ссылки на наши новости про окружающая среда

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Лучше бы молчали: власти США считают, что апокалиптические прогнозы ИИ-лидеров лишь сеют хаос 5 ч.
Основные облачные вычислительные мощности Amazon забронированы на весь 2027 год 9 ч.
AMD готовит официальный драйвер для разгона процессоров Ryzen под Linux 10 ч.
Новая статья: Order of the Sinking Star — королева головоломок. Рецензия 11 ч.
Основатель Twitter представил голосовой ИИ, обученный с нуля только на человеческой речи 24-10 12:14
«Цунами уязвимостей» надвигается: эксперты предупредили, что дальше будет только хуже, но потом станет лучше 24-10 10:07
OpenAI возобновила обучение ИИ-моделей, но не пускает их в интернет 24-10 09:03
DeepSeek и MiniMax получили право разворачивать свои ИИ-модели за пределами Китая 24-10 05:16
Xbox лишилась первого операционного директора спустя всего несколько месяцев после назначения 24-10 04:30
Новая статья: Forever Ago — вместо письма. Рецензия 24-10 00:08