خبر شیشه حتی در دمای بسیار پایین هم سیال است

[rahele_s 6,472]

دانشمندان آمریکایی با استفاده از شبیه سازیهای رایانه ای ساختار اتمی شیشه را در دمای نزدیک به صفر مطلق نشان دادند و کشف کردند که شیشه حتی در سردترین دمای ممکن نیز همانند یک سیال رفتار می کند.

 

به گزارش سرویس علم و فن آوری پایگاه اطلاع رسانی سرامیران به نقل از خبرگزاری مهر، محققان دانشگاه کلمبیا در نیویورک به سرپرستی "توماس مارکلند" با کمک شبیه سازیهای رایانه ای موفق شدند اثرات ممکن اصول مکانیک کوانتوم را شرح دهند.

نتایج این تحقیقات فرض شد که در یک دمای نزدیک به صفر مطلق (273- درجه سانتیگراد) حرکت اتمهای شیشه کند می شود.این درحالی است که برپایه فیزیک کوانتوم، در این موقعیت اتمها ماهیتی موجی پیدا می کنند که به آنها کمک می کند جابجا شوند و به فضاهای مسدود برسند.در حقیقت، این ذرات همواره یک رفتار دوگانه موج/ ذره دارند که موجب می شود در برخی موقعیتها رفتار موجی و در مواقع دیگر رفتار ذره ای از خود بروز دهند.براساس گزارش نیچر فیزیک، این محققان در این خصوص توضیح دادند: "آزادی حرکت، اساس ساختار شیشه است که موجب می شود این ماده همانند یک سیال رفتار کند."در فیلمی که این دانشمندان از شبیه سازی حرکت اتمهای شیشه در دمای نزدیک به صفر مطلق تهیه کردند کره های آبی و سبز اتمهایی هستند که شیشه را در دمای نزدیک به مطلق می سازند.

این اتمها به جای اینکه در این دما همانند اتمهای یک ماده جامد بی حرکت بمانند به طرف موقعیت اولیه خود حرکت می کنند و نشان می دهند که این ماده همانند یک سیال رفتار می کند. در این فیلم، کره های قرمز تمام حرکات ممکن یک اتم را نشان می دهد.

 

 

 

 

کره های آبی و سبز اتمهای شیشه را نشان می دهند

 

 

 

 

 

کره های قرمز تمام حرکات ممکن یک اتم را نشان می دهند

این تصاویر مشخص می کند که شیشه نه تنها در دماهای بالا بلکه در دماهای بسیار پایین نیز همانند یک سیال رفتار می کند

خبرگزاری مهر

 

 

[Ehsan 112,346]

این تصاویر مشخص می کند که شیشه نه تنها در دماهای بالا بلکه در دماهای بسیار پایین نیز همانند یک سیال رفتار می کند

ما معمولا سیّال را مادّه ای تعریف میکنیم که تنش برشی را تحمل نمی کند

 

و اگر صفحه ای را روی سیال قرار دهیم و تنش برشی را برآن اعمال کنیم صفحه با سرعت حرکت خواهد.

 

حالا یعنی شیشه در دمای پایین همچین حالتی داره؟

[rahele_s 6,472]

ما معمولا سیّال را مادّه ای تعریف میکنیم که تنش برشی را تحمل نمی کند

 

و اگر صفحه ای را روی سیال قرار دهیم و تنش برشی را برآن اعمال کنیم صفحه با سرعت حرکت خواهد.

 

حالا یعنی شیشه در دمای پایین همچین حالتی داره؟

 

اسی جان شیشه بدلیل آمورف بودن ساختار کریستالیش در هیچکدوم ازدسته های جامدات کریستالی منظم قرار نمیگیره

 

و در کل شیشه جزء جامدات بحساب نمیاد

 

در این بین فقط فاز سیال رو که شامل مایع و گاز هست داریم شیشه خواصی مشابه سیال داره ولی به چشم ما اون جامد بنظر میرسه

 

در مورد تنش برشی بحث کمی مکانیکی میشه (تنش برشی:نیروی برشی که به واحد سطح اعمال میشه) اما چون شیشه سطح داره تنش برشی هم خواهد داشت

 

در مورد تعریفی که از سیال کردین من کمی شک کردم بازم میپرسم جواب قطعی رو همینجا خواهم گفت

 

البته شادمهر عزیز بهتر از من قطعا میدونن اگر اومدن ازشون میپرسم:rose:

 

مرسی واسه سوالتون :rose:

[EVF 5,465]

شیشه سیاله اما چون حرکات مولکولی ریز داره به چشم نمیاد. در مورد تنش برشی هم چون شیشه حافظه خوبی داره و هم چنین ساختار مستحکم تری نسبت به سیالات نیوتنی داره تغییرات بسیار محسوسی داره.

در دماهای بالا هم که مذاب پلیمری است.

[rahele_s 6,472]

شیشه سیاله اما چون حرکات مولکولی ریز داره به چشم نمیاد. در مورد تنش برشی هم چون شیشه حافظه خوبی داره و هم چنین ساختار مستحکم تری نسبت به سیالات نیوتنی داره تغییرات بسیار محسوسی داره.

در دماهای بالا هم که مذاب پلیمری است.

 

 

ممنون دوست عزیز واسه توضیح کاملتون :rose:

 

شرمنده همشو قبول داشتم بجز مورد آخر شیشه در همه حالات یه سرامیک محسوب میشه

 

:w554:

[Ehsan 112,346]

شیشه سیاله اما چون حرکات مولکولی ریز داره به چشم نمیاد. در مورد تنش برشی هم چون شیشه حافظه خوبی داره و هم چنین ساختار مستحکم تری نسبت به سیالات نیوتنی داره تغییرات بسیار محسوسی داره.

در دماهای بالا هم که مذاب پلیمری است.

 

پس یعنی اون تعریف واسه سیالات،در حالت کلی غلطه؟

 

مثلا خمیر دندان یک نوع سیال خاص است، اما شیشه جز کدام دسته از سیالات تقسیم بندی میشه؟

[shadmehrbaz 24,772]

آخ جوووووووون شيشه !

 

چه بحث جالبي پيش اومده .... اينكه شيشه سيال هست يا نه سواليه كه هنوز جواب قطعي در موردش وجود نداره متاسفانه ترموديناميك شيشه از خيلي جهات هنوز ناشناخته ست.

ما سراميست ها ميگيم شيشه سياله ولي با اون تعريفي كه اسي عزيز بيان كرد تفاوت داره منظور ما از سياليت جريان داشتن هست ، شيشه ماده ايه كه جريان داره ولي با ويسكوزيته ي وحشتناك بالا ، مثلا اگه شيشه ي پنجره ها رو بذاريم 100 سال بمونن بعد از 100 سال بيايم بررسي كنيم اون موقع ميبينيم كه پايين شيشه ضخيم تر از بالاشه همين نشونه ي سياليتيه كه ما ميگيم . در واقع تفاوتي كه شيشه با ساير سيالها (طبق تعريفي كه اسي بيان كرد) داره اينه كه سيالات داراي ساختار نامنظم و پيوندهاي ضعيف هستن ولي شيشه داراي ساختار نامنظم و پيوندهاي قوي هست . اما در عين حال شيشه با جامدات هم تفاوت داره چون جامدات ساختار منظم طبق شبكه هاي lattice دارن ولي شيشه رندوم نتوركه .

 

علت ويسكوزيته ي بالاي شيشه هم فكر ميكنم سيليس باشه ، اصولا اسكلت شيشه ها رو سيليس تشكيل ميده كه ويسكوزيته فوق العاده اي داره سيليس حتي در حالت مذاب هم به سختي از بوته پايين مياد !

[EVF 5,465]

[/color]

 

 

ممنون دوست عزیز واسه توضیح کاملتون :rose:

 

شرمنده همشو قبول داشتم بجز مورد آخر شیشه در همه حالات یه سرامیک محسوب میشه

 

:w554:

 

این دیدگاه رشته شماست و درست هست

[EVF 5,465]

پس یعنی اون تعریف واسه سیالات،در حالت کلی غلطه؟

 

مثلا خمیر دندان یک نوع سیال خاص است، اما شیشه جز کدام دسته از سیالات تقسیم بندی میشه؟

 

خمیر دندان پلاستیک پینگهام هستش

شیشه هم نوعی سیال غیر نیوتنی هست

[محمــد 4,415]

دوستان بسيار خوب بحث كردين من كه به شخصه سود بردم

[shadmehrbaz 24,772]

خمیر دندان پلاستیک پینگهام هستش

شیشه هم نوعی سیال غیر نیوتنی هست

ممنون ، ميشه دقيق مشخص كنيد كه شيشه جز كدوم دسته از سيالات غير نيوتني هست و چرا؟

 

همچنين علت بيان اين جمله تون

 

در دماهای بالا هم که مذاب پلیمری است.

[EVF 5,465]

ممنون ، ميشه دقيق مشخص كنيد كه شيشه جز كدوم دسته از سيالات غير نيوتني هست و چرا؟:

سیالات نیوتنی ، وابسته به زمان اما زمان بسیار طولانی

 

همچنين علت بيان اين جمله تون:

شیشه هنگامی که در دمای بالا قرار میگیره نوعی خاصیت الاستیک از خودش نشون میده که بر میگیره به حلقه های پلیمیری که در اثر افزایش حرارت به هم گره خوردن و باعث ایجاد شبکه های فنری مانندی شدند در اثر دریافت حرارت زیاد شیشه میل به جاری شدن پیدا میکنه و رفتاری کاملا مشابه پلیمر ها داره و در برخی موارد اختلاف تنش های نرمال باعث ایجاد این رفتار میشه.

[shadmehrbaz 24,772]

سیالات نیوتنی ، وابسته به زمان اما زمان بسیار طولانی

 

 

البته فكر ميكنم منظورتون "غير نيوتني" بود

من اطلاعات زيادي در مورد انواع سيالات نداشتم امروز بعد از خوندن اين تاپيك يكمي توي نت سرچ كردم يه چيزايي ياد گرفتم ، در مورد سيالات غير نيوتني ويكيپديا يه تقسيم بندي كرده (هرچند ناقص به نظر مياد)ولي اونايي كه وابسته به زمان هستن رو به دو دسته رئوپکتیک و تیکسوتروپیک تقسيم كرده كه رئوپكتيك اصلا نميتونه سياليت شيشه رو توجيه كنه چون بيانگر افزايش ويسكوزيته با زمانه ...پس ميمونه تيكسوتروپيك كه ميگه: سياليت با "افزايش مدت زمان اعمال تنش" زياد ميشه.

ولي ما در مورد شيشه "بدون افزايش تنش" هم شاهد سياليت هستيم.

پس ميشه اينجوري نتيجه گرفت كه سياليت شيشه از نوع غير نيوتني نيست

 

شیشه هنگامی که در دمای بالا قرار میگیره نوعی خاصیت الاستیک از خودش نشون میده که بر میگیره به حلقه های پلیمیری که در اثر افزایش حرارت به هم گره خوردن و باعث ایجاد شبکه های فنری مانندی شدند در اثر دریافت حرارت زیاد شیشه میل به جاری شدن پیدا میکنه و رفتاری کاملا مشابه پلیمر ها داره و در برخی موارد اختلاف تنش های نرمال باعث ایجاد این رفتار میشه.

 

پس ميفرماييد "رفتار" پليمري داره...نه ساختار پليمري

فكر ميكنم نياز به حضور يه مهندس پليمر هم توي تاپيك باشه...عجب بحثي شد ايول استارتر !

[EVF 5,465]

البته فكر ميكنم منظورتون "غير نيوتني" بود

بله اشتباه از نوشتاری من بود

برای اطلاعات بیشتر از غیر نیوتنی ها به تایپیک سیالات غیر نیوتنی خودم میتونید مراجعه کنید.

نه خب فقط اثز تنش و نرخ برش نیست در وابسته به زمان!

شما در تعریف تنش هم یه کم ابهام دارید همیشه ما تنش رو به عنوان نیروی خارجی معرفی می کنیم.

گاهی اوقات بین مولکولها هم تنش و نرخ برش وجود دارد. شاید بتونیم اوونرو نوعی جریان خرشی در نظر بگیریم چون عملا رینولدز حرکت مولکولها بسیار پایین است.

اما در بررسی این مواد باید بیشتر به رفتار میکروسکوپی توجه کرد.

اگر حرف شما درست باشد که حرکت اوونرو طبق غیر نیوتنی ها هم نمیشه توجیه کرد پس ما حرکتش رو نمی تونیم طبق مدل های سیالاتی بیان کنیم. چون عملا گروه های غیر نیوتنی محدود هستند حالا از دیدگاه زمان یا نرخ برش.

من نظرم اینه که بالاخره در گذر زمان تغییر ویسکوزیته باعث حرکت شده، و تمامی وابسته های محیط رو ازش صرف نظر می کنیم.

حالا ویسکوزیته کم شده یا زیاد؟ در ابعد مولکولی؟( شاید بیتونیم تغییر نیروی بین مولکولی رو هم به عنوان ویسکوزیته معرفی کنیم) حال این ویسکوزیته در اثر زمان تغییر کرده. و شاید ناشی از تنش های حرارتی و ... بوده

من باز هم روی نظر خودم هستم.