Сегодня 20 июня 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.

Источник:

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

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Новая статья: Solarpunk — выживание под солнечными лучами. Рецензия 6 ч.
Google DeepMind покинул лауреат Нобелевской премии Джон Джампер — он перейдёт в Anthropic 7 ч.
«Спасибо за вашу страсть к игре»: Valve поздравила Counter-Strike с 27-летием 10 ч.
Никакого ИИ в браузере — Vivaldi пообещала «сохранить человеческий подход к просмотру веб-страниц» 11 ч.
Слухи: амбициозный самурайский боевик Onimusha: Way of the Sword от Capcom выйдет на три недели раньше запланированного 13 ч.
Google заявила о готовности запустить программу верификации разработчиков и приложений 14 ч.
В последнем обновлении Windows 11 сломалась «Корзина» и запуск приложений Office 15 ч.
У Google Android 17 проявились первые сбои: исчезают виджеты, отказывает Wi-Fi в приложениях 17 ч.
Alibaba Cloud делает ставку на развитие во Франции, а Европа желает получить больше контроля над ИИ-инфраструктурой 17 ч.
Глава PlayStation уклонился от ответа на вопрос о будущем эксклюзивов Sony на ПК, но инсайдер прояснил план компании 17 ч.
Hyundai полностью выкупит Boston Dynamics у SoftBank 6 ч.
«Логарифмический» ИИ-ускоритель Tensordyne Napier обещает выскоую производительность при минимальном энергопотреблении 11 ч.
Современные роботы освоили многое, но окружающий мир они всё ещё не понимают 11 ч.
«Не можем создать смартфон», — Nothing отменила выпуск CMF Phone 3 Pro из-за роста цен на память 12 ч.
Сбербанк этой осенью представит человекоподобных роботов собственной разработки 14 ч.
Потребительский SATA SSD выдержал 15 000 полных перезаписей за 16 лет и продолжает работать 14 ч.
Cloud.ru начал строительство собственного ЦОД в Московской области 14 ч.
В Тасмании начали строить «чёрный ящик Земли» — сверхзащищённый бункер с климатическим архивом планеты 15 ч.
Выход SpaceX на биржу сделал миллиардерами членов совета директоров и сотрудников компании 15 ч.
MaxSun выпустила материнские платы Mini-ITX с разъёмами MCIO вместо привычных PCIe x16 15 ч.