В поисках идеального стекла

Вот уже много лет ученые пытаются получить идеальное стекло: однородный прозрачный материал, не обладающий хрупкостью и износом. Дальше других в этом направлении удалось продвинуться химикам из вашингтонского института Карнеги. Недавно этим ученым удалось создать кристалл аморфного металлического стекла из сплава алюминия и церия, который должен стать базой для разработки «идеального стекла».

Еще в середине ХХ века ученые изобрели так называемое металлическое стекло. Изготавливаемый из специального сплава металлов материал, не такой хрупкий как обычное силикатное стекло, легко поддается плавке и отливке и к тому же устойчив к износу и коррозии.

Металлические стекла обладают так называемой структурой «ближнего порядка», в то время как традиционные металлические сплавы образованы из структур «дальнего порядка». Поэтому задача ученых состояла в том, чтобы разработать стекло, содержащее структуры «дальнего порядка».

Исследовательский коллектив, возглавляемый Хо-Квоном Мао, изучал физические свойства металлического стекла, изготовленного из сплава алюминия и церия. Ученые установили, что для того чтобы данное вещество перешло из аморфного состояния в кристаллическое, ему требуется давление в 250 тысяч раз превышающее атмосферное. Примечательно, что при уменьшении давления такой кристалл не потеряет своей формы.

Кристалл «идеального стекла» по своей форме очень похож на кристалл алмаза.

По мнению исследователей, столь высокое давление, являющееся непременным условием его появления, необходимо для того, чтобы преодолеть разницу между размером и электропотенциалом атомов церия и алюминия, препятствующую формированию кристаллической структуры при «нормальных» условиях. Кристаллы, образующиеся при высоких температурах, имеют существенный недостаток -  понижение температуры вновь переводит их в состояние аморфного металлического стекла. В то время как высокое давление способствует перемене распределения электронов в атомах церия, что позволяет кристаллу сохранять устойчивость при комнатной температуре и атмосферном давлении.

«Такой же переход может существовать и для других видов металлического стекла», - считает Хо-Квон Мао.

Несмотря на все достижения науки, ученым пока не удалось создать искусственный материал, обладающий всеми универсальными характеристиками натурального камня. Сегодня для отделки помещений широко используются мрамор и гранит. Гранитные столешницы – идеальный вариант для кухни. Такие изделия обладает высокими практическими характеристиками: они прочны, надежны в эксплуатации и устойчивы к образованию пятен.

19.06.2011

Интересное по этой теме: