Niechcąco stworzony nowy rodzaj szkła

Szkło ze swojej natury ma charakter amorficzny - cząsteczki w jego wnętrzu są nieuporządkowane - dlatego wielkim zdziwieniem swoje nowe odkrycie przywitali naukowcy z Uniwersytetu w Chicago, którzy chcieli stworzyć lepsze światłowody. Przez przypadek udało im się jednak stworzyć zupełnie nowy gatunek szkła.

Nowe szkło powstało poprzez odparowywanie dużych cząsteczek organicznych w warunkach próżni i nakładaniu ich bardzo powoli, warstwa po warstwie, w kontrolowanej temperaturze. Następnie badano je przy użyciu elipsometrii spektroskopowej - techniki polegającej na mierzeniu jak światło zachowuje się w danym materiale.

I zachowywało się ono w niektórych jego miejscach tak jakby struktura owego materiału była bardzo uregulowana, a amorficzność jest, a właściwie do tej pory była praktycznie jedną z podstawowych właściwości definiujących szkło, stąd takie wielkie zdziwienie.

Pozostało pytanie - czemu tak się stało? W jaki dokładnie sposób udało się uporządkować część cząsteczek wchodzących w skład szkła? A odpowiedź udało się znaleźć dość prosto - chodzi bowiem o powietrze. W płynach, gdy poszczególne ich cząsteczki wchodzą w kontakt z powietrzem, niektóre z nich układają się razem, grupują się, zupełnie odmiennie niż w wewnętrznej warstwie płynu.

I autorzy odkrycia twierdzą, że bardzo podobny proces musiał mieć miejsce podczas nakładania poszczególnych warstw cząsteczek szkła. Takie ułożone grupy zostawały zamknięte pod kolejną warstwą, dzięki czemu udało się zachować ich uporządkowaną strukturę w stabilnej formie. A sekretem do kontrolowania tego procesu jest dokładne monitorowanie temperatury w jakiej wszystko zachodzi - modyfikując ją można modyfikować także stopień uporządkowania molekuł szkła.

A to wszystko może dać nam w przyszłości szkło o dużo lepszych właściwościach optycznych, a zatem bardziej wydajne światłowody, ogniwa słoneczne czy diody. No, a przy okazji lepiej poznaliśmy tak powszechnie otaczający nas materiał.

Źródło: