Forskere laver glas til et fast stof - med ny teori om, hvordan det skifter fra væske

Teorien, offentliggjort i tidsskriftet Physical Review Letters, antyder, at glas ikke gennemgår en faseovergang, som tidligere antaget, men snarere en kontinuerlig transformation.

"Vi mener, at glas er en unik tilstand af stof, der ikke passer ind i de traditionelle kategorier af fast, flydende eller gas," sagde undersøgelsens hovedforfatter Pablo Debenedetti, professor i kemiteknik ved Princeton University. "Vores teori giver en ny måde at forstå, hvordan glas dannes og opfører sig."

Den traditionelle opfattelse af glas er, at det er en væske, der er blevet afkølet så hurtigt, at den ikke når at krystallisere. Denne teori, kendt som den "kinetiske teori om glasdannelse," har været bredt accepteret i over et århundrede.

Den kinetiske teori har dog nogle problemer. For eksempel kan den ikke forklare, hvorfor nogle væsker, såsom vand, nemt danner krystaller, mens andre, såsom glas, ikke gør det. Det kan heller ikke forklare, hvorfor glasets egenskaber afhænger af den hastighed, hvormed det afkøles.

Den nye teori, kendt som den "termodynamiske teori om glasdannelse", antyder, at glas ikke gennemgår en faseovergang, fordi det ikke er en termodynamisk stabil tilstand. Glas er snarere en metastabil tilstand, der er fanget mellem den flydende og krystallinske tilstand.

"Vores teori antyder, at glas ikke er en frossen væske, men snarere en unik tilstand af stof, der er karakteriseret ved dets manglende evne til at krystallisere," sagde Debenedetti. "Denne nye forståelse af glas kan føre til nye måder at designe og kontrollere egenskaberne af glas og andre amorfe materialer."

Den termodynamiske teori om glasdannelse er stadig i sine tidlige stadier, men den har allerede skabt en masse begejstring i det videnskabelige samfund. Forskere håber på, at teorien i sidste ende vil føre til en fuldstændig forståelse af, hvordan glas dannes og opfører sig.