Сегодня 21 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 🔥
ChatGPT научился прятать переписки от посторонних — чаты теперь можно закрыть PIN-кодом или Face ID 2 ч.
ИИ-агенты OpenAI дважды за октябрь обошли систему, которая должна контролировать их поведение 2 ч.
Dying Light: The Beast не получит новых крупных обновлений, потому что это «законченная» игра — фанаты хотят слишком много 2 ч.
«Яндекс» восстановил часть функций «Диска» и других сервисов «Яндекс 360» 3 ч.
Романы, обустройство замка, исследование океана: разработчики Crimson Desert показали, чем заняться в дополнении Charting the Unknown 3 ч.
Amazon и Google облегчили побег от Nvidia: запускать модели под PyTorch на ИИ-чипах Trainium и TPU стало проще 4 ч.
«Нам страшно продолжать работу над игрой»: приключение «Чёртова служба» про беса на службе у Петра Первого стало жертвой «обеспокоенных граждан» 5 ч.
Восемь TLS-сертификатов с примитивными ключами поставили под угрозу безопасность всего интернета 6 ч.
Динамичный шутер The Finals получил масштабное обновление Prime Time с улучшенной разрушаемостью и одиночным режимом 17 ч.
Утечка: блогер случайно «слил» главные подробности обновления 2.5 для Cyberpunk 2077 18 ч.
Anthropic отчиталась об убытках на $80,7 млрд — в шесть раз больше прошлогодних, но есть нюанс 60 мин.
Две буквы — и робот направил нож на человека: учёные показали опасность взлома ИИ 2 ч.
Не только ноутбуки и смартфоны: Минпромторг готовит техсбор на маршрутизаторы и другое телекомоборудование 2 ч.
Samsung и SK hynix собрались выпускать более современную NAND в Китае — без нарушения санкций США 2 ч.
Мегафабрика Terafab Илона Маска начнёт серийно выпускать чипы в 2028 году — но это не точно, признал сам Маск 3 ч.
Самый маленький в мире монитор активности мозга создали в Китае — он весит 1 грамм и работает без проводов 3 ч.
Marvell представила ретаймер и DSP-чип нового поколения для ИИ-кластеров 4 ч.
SpaceX и Tesla могут объединиться в компанию стоимостью $3,6 трлн — Маск не против 7 ч.
Выручка SpaceX в сфере ИИ выросла более чем в девять раз, а общая увеличилась на 161 % 7 ч.
Слухи: консоль Xbox Project Helix может стоить от $1200 до $1800 — и выйдет к концу 2028 года 14 ч.