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奇异的“复合体”打破了玻璃和塑料的规则
科学家认为玻璃状物质必须是可模制的或耐冲击的,但络合体两者兼而有之
来源:科学美国人2026 年 4 月 13 日
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这种奇怪的物质打破了玻璃和塑料的规则
科学家认为玻璃状物质必须是可模制的或耐冲击的,但络合体两者兼而有之
作者:Rohini Subrahmanyam 编辑:Sarah Lewin Frasier
研究人员表示,“复合体”——可以像窗玻璃一样模制但能像塑料一样抵抗冲击的材料——不应该存在。尽管如此,荷兰瓦赫宁根大学的实验室里仍存有几克这样的物质。
在《Nature Communications》中,瓦赫宁根物理化学家 Jasper van der Gucht 和他的团队描述了复合体为何像玻璃一样易熔,又像塑料一样难以破碎。有一天,这种矛盾的东西可以让制作和固定坚固的防护装备(如头盔)变得更加容易。
窗玻璃,称为二氧化硅,和大多数塑料都是“玻璃”材料——当它们从液态冷却时,它们不会像水冻结成冰时那样凝固成原子排列整齐的晶体。相反,它们形成一种无定形物质,感觉像固体,但具有像液体一样随机排列的原子。
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几十年来,科学家们根据实验观察认为,玻璃状材料的熔化速度越低,它所能承受的影响就越小。缓慢熔化的窗玻璃和快速熔化的塑料都遵循这一规则:前者改变状态缓慢但容易破碎,而后者突然凝固和熔化但更能承受冲击。但范德古特和他的团队发现络合剂完全违反了这一定律。诀窍可能在于材料的结构:它的长分子链(称为聚合物)通过一种影响深远的键连接在一起。
