العلماء يصفون مرحلة سائلة غير معروفة اكتُشفت في الزجاج بأنها "نوع جديد من المواد"!

ادفع بالمواد إلى أقصى حدودها ويمكن أن تحدث أشياء غريبة، مثل اكتشاف مرحلة غير معروفة سابقا من السائل، أبلغ عنها من قبل العلماء الذين يبحثون في تطوير زجاج فائق الرقة وعالي الكثافة.

وتُستخدم هذه الأنواع من الزجاج بعدة طرق، بما في ذلك شاشات OLED والألياف الضوئية، ولكن يمكن أن تواجه مشكلات في الاستقرار. ومن خلال تطبيق جهد لمعالجة تلك المشاكل، ظهر هذا النوع المختلف من المواد.

وبشكل حاسم، تعد المرحلة السائلة المكتشفة حديثا بزجاج رقيق أكثر ثباتا وكثافة من المواد التي ظهرت من قبل - وهو تقدم يمكن أن يفتح طرقا مختلفة لاستخدام الزجاج، وحتى أنواع جديدة تماما من الأجهزة.

وتقول عالمة الفيزياء زهرا فخراي، من جامعة بنسلفانيا: "هناك الكثير من الخصائص المثيرة للاهتمام التي ظهرت من العدم، ولم يخطر ببال أحد أنه في الأفلام الرقيقة ستتمكن من رؤية هذه المراحل".

ويعتبر الزجاج نوعا خاصا جدا من المواد التي تتشكل عادة عند تصلب السائل. وفي حين أن خصائصه تشبه إلى حد كبير مادة صلبة، فإن بنية الزجاج داخليا لا تتغير كثيرا عن المرحلة السائلة.

إقرأ المزيد

الروس يصممون جهازا هوائيا فريدا لتنقية الأنهار من آثار البقع النفطية

وفي حالة الزجاج الرقيق للغاية، قد يكون من الصعب إدارة هذا الانتقال دون الوقوع في مشاكل مثل التبلور، خاصة في المقاييس الأكبر. وتحتفظ الزجاجات الرقيقة بخصائصها السائلة أكثر من المعتاد، ما قد يؤدي إلى عدم الاستقرار والتدهور.

وفي الزجاجات الأخرى، تُستخدم تقنية تُعرف باسم ترسيب البخار - حيث يتم تحويل الغاز إلى سائل مباشرة - بدلا من تبريد السائل، ولكن لم يكن واضحا ما إذا كان هذا سيساعد في استخدام الزجاج الرقيق.

وفي الدراسة الجديدة، أمضى الباحثون سنوات في العمل على تجارب لإثبات أن ترسب البخار من شأنه أن يقلل في الواقع بعض الخصائص الشبيهة بالسائل للزجاج الرقيق. ومن خلال هذه العملية رُصدت المرحلة الجديدة من السائل - مرحلة تختلف عن المرحلة السائلة العادية التي لوحظت عند إنتاج هذا النوع من الزجاج.

وتقول فخراي: "السائلان لهما هياكل مميزة، تشبه الغرافين والألماس، وكلاهما من المواد الصلبة المصنوعة من الكربون ولكنهما يتواجدان في أشكال صلبة مختلفة للغاية".

وأكدت تجارب المتابعة حشو الجزيئات الفردية في بنية لم تكن بلورية بل شيء آخر. واستنادا إلى هندسة المرحلة، يعتقد الباحثون أنه قد يكون هناك آثار على أنواع أخرى من المواد أيضا. وما يعنيه هذا هو إمكانية إنتاج زجاج فائق الرقة بكثافة أعلى بكثير - أعلى من الكريستال في بعض الحالات - من خلال ترسيب البخار والمرحلة الجديدة للسائل في الزجاج.

وخُطط لمزيد من الدراسات لتحديد كيفية حدوث انتقال الطور هذا بالضبط، بما في ذلك إلقاء نظرة فاحصة على مرحلة الترسيب، ويمكن أن تساعد العلماء في حل بعض الألغاز الأخرى المتبقية من الزجاج.

ومن المقرر نشر النتائج هذا الأسبوع في PNAS.

المصدر: ساينس ألرت