Nieuwe materietoestand ontdekt: vloeibaar glas

Onderzoek & Wetenschap 14/01/2021 13:11:21

Een internationaal onderzoeksteam heeft een nieuwe materietoestand ontdekt, namelijk vloeibaar glas, met structuureigenschappen die tot nu toe niet eerder zijn waargenomen.

Lees hieronder verder   
Verwant

Overstappen naar uiterst performant fluorvrij blusschuim (SVM)

Antwerpse Covestro-vestiging verkrijgt ISCC Plus-certificering

Nieuwe methode voor efficiëntere omzetting biomassa

Nieuwe materietoestand ontdekt: vloeibaar glas

Biotechnologen bouwen kunstmatig chromosoom in gist

Verbindende factor vernieuwde proceslijn Feed Design Lab

>> Meer verwant nieuws
Carrièrekansen (meer)
Agenda

Handhaving van octrooirechten

Het Ingenieurshuis - Antwerpen

van 26/01/2021 tot 14/12/2021

New dimensions of adaptive manufacturing

B&R online event

woensdag 27 januari 2021

Alternatief fossiele brandstof voor stoomproductie

Webinar

vrijdag 29 januari 2021

Postgraduaat Vastgoedkunde

Leuven of Kortrijk

van 4/02/2021 tot 10/12/2021

Toekomst federaal energiebeleid

Webinar

woensdag 10 februari 2021

'Digital Twin' versterkt maakindustrie?

Online event

vrijdag 12 februari 2021

Keuze van de redactie

(21/1) Jan De Nul baggert met 100% duurzame drop-in biobrandstof

(20/1) Siemens combineert offshore productie van groene waterstof

(19/1) Gimv verkoopt telecomspecialist OTN Systems

(19/1) VINCI Energies heeft Legendre Conveyors overgenomen

(15/1) Campine start nieuwe antimoonrecyclage

(14/1) Solvay lanceert waterstofplatform

>> Meer blikvangers

ENGINEERINGNET.BE - Glas is hard, maar het is volgens de gebruikelijke definities desondanks geen vaste stof. Als een materiaal overgaat van een vloeibare in een vaste toestand rangschikken de moleculen zich in een kristal-patroon. In glas gebeurt dat niet.

De moleculen bevriezen in plaats daarvan voordat de kristallisatie plaatsvindt. De vreemde, ongeordende toestand die zo ontstaat is karakteristiek voor alle glasachtige materialen. Wetenschappers proberen nog altijd te begrijpen hoe een dergelijke metastabiele toestand ontstaat.

Onderzoek van de Universiteit van Konstanz en de Universiteit van Amsterdam voegt nu een extra laag van complexiteit toe aan het raadsel van glas.

Met behulp van een modelsysteem dat bestond uit suspensies van op maat gemaakte ellipsvormige colloïden, ontdekten de onderzoekers een nieuwe materietoestand, vloeibaar glas, waarin de deeltjes wel in staat zijn om te bewegen maar niet om te draaien - een complex gedragspatroon dat niet eerder in glassen is waargenomen.

Tot nu toe maakten de meeste experimenten met colloïdale suspensies gebruik van bolvormige colloïden. De meeste natuurlijke en kunstmatige systemen bestaan echter uit deeltjes die niet rond zijn.

Gebruikmakend van de scheikunde van polymeren maakte de onderzoekers kleine plasticdeeltjes die opgerekt en gekoeld werden tot ze de juiste ellipsvorm aannamen, en daarna werden ingebracht in een geschikt oplosmiddel.

Door hun bijzondere vorm hebben deze deeltjes een oriëntatie - in tegenstelling tot bolvormige deeltjes - die leidt tot volledig nieuw en complex gedrag.

De onderzoekers veranderden daarna de concentratie van deeltjes in de suspensies, waarbij ze de verplaatsing en de draaiing van de deeltjes vastlegden met een confocale microscoop.

Bij bepaalde deeltjesdichtheden bevroor de verandering in de oriëntatie helemaal, terwijl de deeltjes zich nog wel konden verplaatsen, wat leidde tot glasachtige toestanden waarin de deeltjes clusters vormden met grofweg dezelfde oriëntatie.

Het resultaat is dat er géén vloeibaar kristal word gevormd - de gebruikelijke globaal geordende toestand die men op basis van de thermodynamica zou verwachten.

Wat de onderzoekers waarnamen waren in feite twee concurrerende glasovergangen in interactie met elkaar - een normale fase-overgang tussen 'vast' en 'vloeibaar' en een tweede fase-overgang uit evenwicht.

"Dit is enorm interessant vanuit theoretisch oogpunt," zegt Matthias Fuchs, hoogleraar aan de Universiteit van Konstanz. "Onze experimenten geven precies de aanwijzingen voor het samenspel tussen kritieke fluctuaties en glasvorming waarnaar de wetenschappelijke gemeenschap al een tijd zoekt."

De voorspelling dat vloeibare glassen zouden kúnnen bestaan was al twintig jaar een theoretisch vermoeden. De resultaten doen vermoeden dat soortgelijke dynamica ook in andere glasvormende systemen een rol speelt, en kan helpen om het gedrag van complexe systemen en moleculen, variërend van heel klein (biologisch) tot heel groot (kosmologisch) beter te begrijpen.

Mogelijk heeft dit ook invloed op de ontwikkeling van technologie waarin vloeibare kristallen worden gebruikt. << (Lydia Heida) (foto: Universiteit van Konstanz)

Op de figuur boven: De nieuwe glas-toestand is gemaakt van ellipsvormige colloïden.

Reageren
Abonneer op onze nieuwsbrief

Mis ook dit niet...

Nieuwe biosensor regelt automatische medicijndosering

Helia Biomonitoring, een spin-off van TU/e, ontwikkelt nieuwe biosensoren voor continue meting van de concentratie van medicijnen in het bloed, om zo de dosering automatisch te regelen.

Rapport uitgebracht over hernieuwbare energie in Europa in 2018 en 2019

Een nieuw rapport van de EU, gecoördineerd door VITO/EnergyVille, stelt dat verbranding van biomassa voor meer emissies zorgt. De transportsector haalt voor 2020 10% aan groene energie niet.

VINCI Energies heeft Legendre Conveyors overgenomen

VINCI Energies Belgium neemt Legendre Conveyors over. Het derdegeneratie familiebedrijf is gespecialiseerd in transportsystemen en lijnmanagement, vooral in de drankenmarkt.

Port of Antwerp beperkt jaarverlies door record containeroverslag

De totale goederenoverslag van Port of Antwerp in 2020 bedroeg 231 miljoen ton cargo, een daling van 3,1%. Dankzij de containeroverslag beperkte de haven de terugvallende totale overslag.

RoboRana bundelt krachten met AI-speler Humain

Door de samenwerking kunnen zij organisaties beter ondersteunen bij succesvolle digitale innovatie door de juiste strategie te verbinden met de meest impactvolle technologie.

Antwerpse Covestro-vestiging verkrijgt ISCC Plus-certificering

Covestro heeft het ISCC (‘International Sustainability & Carbon Certification’) Plus-massabalanscertificaat verkregen voor haar productievestigingen in Antwerpen en Krefeld-Uerdingen.

Nieuwste Airbus A400M geleverd

Enkele maanden na Luxemburg nam ook de Belgische luchtmacht eind december het eerste van zeven Airbus A400M militaire transportvliegtuigen in ontvangst. Dit is de opvolger van de oude C130's.

Nieuwe methode voor efficiëntere omzetting biomassa

Door twee chemische reacties aan elkaar te koppelen, wordt biomassa nu directer en efficiënter omgezet naar bio-aromaten. TNO spin-off Relement gaat de methode in de markt zetten.

B&R vereenvoudigt het beheer van gebruikersgroepen

B&R heeft het centrale gebruikersbeheer op fabrieksniveau vereenvoudigd. Met de mapp UserX softwaremodule is het nu mogelijk diensten op basis van LDAP (Lightweight Directory Access Protocol) te gebruiken om gecentraliseerd beheer van gebruikers en -groepen te implementeren. Bijvoorbeeld met behulp van Active Directory van Microsoft. >>

Partners