Wenn Materialien an ihre Grenzen stoßen, können seltsame Dinge passieren – wie die Entdeckung einer zuvor unbekannten flüssigen Phase, von der Wissenschaftler berichten, die ultradünnes, hochdichtes Glas entwickeln.
Diese Glasarten werden auf vielfältige Weise verwendet, einschließlich in OLED-Displays und optischen Fasern, aber sie können Stabilitätsprobleme haben. Durch Bemühungen, diese Probleme zu lösen, wurde diese andere Art von Material entdeckt. Wichtig ist, dass die neu entdeckte flüssige Phase dünnes Glas verspricht, das stabiler und dichter ist als Materialien zuvor, ein Fortschritt, der neue Verwendungen für Glas und sogar völlig neue Arten von Geräten eröffnen könnte.
Glas ist ein spezielles Material, das normalerweise entsteht, wenn eine Flüssigkeit erstarrt. Obwohl es fest wird, unterscheidet sich die innere Struktur von Glas nicht wesentlich von der flüssigen Phase. Im Fall von ultradünnem Glas kann dieser Übergang schwierig zu kontrollieren sein, ohne dass es zu Problemen wie Kristallisation kommt, insbesondere bei großen Maßstäben. Dünnglas behält mehr von seinen flüssigen Eigenschaften als gewöhnlich, was zu Instabilität und Bruch führen kann. Dieser Faktor behindert die Herstellung von starken Materialien auf der Basis von ultradünnen Gläsern, aber genau solche Materialien werden heute von der Industrie benötigt.
Während der Experimente verwendeten die Wissenschaftler eine neue Methode - die Abscheidung aus der Dampfphase. Dabei verwandelt sich das Gas in eine Flüssigkeit. So hofften die Wissenschaftler, das Problem der Instabilität und des Abbaus des Materials zu lösen, das häufig bei ultradünnem Glas auftritt.
Die neue Phase unterscheidet sich strukturell von der üblichen flüssigen Phase, die während der Herstellung von ultradünnem Glas gebildet wird. Die Autoren der Studie stellten fest, dass diese Phasen mit Graphen und Diamant verglichen werden können – sie sind feste Körper aus Kohlenstoff, existieren aber gleichzeitig in radikal anderen Formen.
Nach Wissenschaftler, wird die neue flüssige Phase bei der Herstellung einer neuen Art von ultradünnem Glas nützlich sein, das sich durch erhöhte Stabilität und Dichte auszeichnet. Nachfolgende Experimente bestätigten das Packen einzelner Moleküle in eine Struktur, die kein Kristall, sondern etwas anderes war. Aufgrund der Geometrie der Phase glauben die Forscher, dass dies auch für andere Materialarten relevant sein könnte.
Das bedeutet die Möglichkeit, durch Abscheidung aus der Dampfphase und der neuen flüssigen Phase im Glas ultradünne Gläser mit einer viel höheren Dichte – teilweise höher als die von Kristallen – herzustellen. Weitere Forschungen sind geplant, um genau festzustellen, wie dieser Phasenübergang abläuft, was Wissenschaftlern helfen könnte, einige der verbleibenden Geheimnisse des Glases zu lösen.
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