Hvordan dannes amorfe faste stoffer?

Amorfe faste stoffer dannes, når de bestanddele atomer eller molekyler er arrangeret på en tilfældig, forstyrret måde uden nogen lang rækkevidde. Dette står i kontrast til krystallinske faste stoffer, som har et meget ordnet, gentagne arrangement af atomer eller molekyler.

Her er der dannes nogle almindelige måder, der dannes amorfe faste stoffer:

1. Hurtig køling:

* Når en væske afkøles hurtigt, har molekylerne ikke nok tid til at arrangere sig i en regelmæssig, krystallinsk struktur. Dette resulterer i et forstyrret fast stof. Eksempler inkluderer:

* glas: Molten silica afkøles hurtigt og fanger molekylerne i et forstyrret arrangement.

* amorfe polymerer: Polymerer afkøles hurtigt for at forhindre dannelse af krystallinske regioner.

2. Afsætning:

* Tynde film: Dampaflejringsteknikker, som sputtering eller fordampning, kan deponere atomer eller molekyler på et underlag. Hvis afsætningshastigheden er høj, har atomerne begrænset tid til at arrangere sig selv, hvilket fører til en amorf struktur.

* briller: Nogle briller dannes ved afsætning af meget tynde lag silica.

3. Bestråling:

* amorfisering: Bombarding af et krystallinsk fast stof med højenergi-stråling (f.eks. Neutroner eller ioner) kan forstyrre den ordnede struktur og skabe en amorf fase.

4. Mekanisk behandling:

* nanokrystallinske materialer: Alvorlig mekanisk deformation, som kuglefræsning, kan nedbryde den krystallinske struktur af et materiale, hvilket fører til en meget forstyrret, nanokrystallinsk eller amorf tilstand.

5. Biologiske processer:

* Proteiner: Nogle proteiner er naturligvis amorfe på grund af deres komplekse foldede strukturer.

* biopolymerer: Mange biopolymerer som polysaccharider kan være amorfe, især i deres hydratiserede tilstand.

nøgleegenskaber for amorfe faste stoffer:

* Mangel på rækkefølge på lang rækkevidde

* Intet defineret smeltepunkt, de blødgøres gradvist

* Kan være isotropisk (egenskaber er de samme i alle retninger)

* Udviser ofte en "glasovergangstemperatur"

Eksempler på amorfe faste stoffer:

* Glas

* Gummi

* Plast

* Nogle metaller (f.eks. Amorfe legeringer)

* Polymerer

* Mange biomolekyler (f.eks. Proteiner)

Bemærk: Det er vigtigt at huske, at "amorf" ikke er en absolut tilstand. Nogle materialer kan eksistere i både krystallinske og amorfe former, afhængigt af forholdene for deres dannelse.