Maddenin Yeni Hali Keşfedildi: Sıvı Cam (Liquid Glass) Nedir?

Araştırmacılar maddenin yeni hali sıvı camı keşfettiler. Yaklaşık 20 yıldır bilim dünyasını meraklandıran sıvı cam, camın kimyasal bağlarını değiştirerek ortaya çıktı.

Bilim insanları tarafından sıvı camın keşfi, camın farklı halleri hakkındaki eski bir bilimsel sorununa ışık tutuyor. Konstanz Üniversitesi'nden disiplinler arası araştırma ekibi, daha önce bilinmeyen yapısal öğeleri ve yeni bir madde durumu olan sıvı camı ortaya çıkardı.

Cam günlük olarak kullandığımız bir malzeme olsa da, büyük bir bilimsel belirsizliği de temsil ediyor. Camın gerçek doğası, kimyasal ve fiziksel özelliklerine ilişkin bilimsel araştırmalarda test ediliyorken, son araştırmada camı oluşturan bağlar arasında yeni bir hal keşfedildi. 

Aslında kimya ve fizikte cam terimi değişken bir kavram. Pencere camı olarak bildiğimiz maddeyi içerir, ancak aynı zamanda cam benzeri davranışa sahip olan bir dizi başka malzemeye de dönüştürülebilir: metaller, plastikler, proteinler ve hatta biyolojik hücreler.

Klasik olarak bir malzeme sıvıdan katı duruma geçtiğinde, moleküller kristal model oluşturmak için sıraya girer. Camda ise durum daha farklı. Kristalleşme gerçekleşmeden önce cam moleküller yerinde donuyor ve böylece daha düzenli hale gelmiş oluyor. 

Konstanz Üniversitesi'nden profesörler Andreas Zumbusch (Kimya Bölümü) ve Matthias Fuchs (Fizik Bölümü) tarafından yönetilen araştırma, camın kimyasal bağlarına başka bir karmaşıklık ekledi. 

Maddenin yeni hali sıvı cam nasıl üretildi?

Araştırmacılar, özel olarak üretilmiş elipsoidal kolloid süspansiyonlar içeren model sistemini kullanarak, parçacıkların tek tek hareket edebildiği ancak dönemediği sıvı camı keşfettiler. Bu, daha önce eritme camlarda gözlenmeyen bir davranış olarak bilim insanlarını şaşırtıyor.

Kolloidal süspansiyonlar, bir mikrometre (bir metrenin milyonda biri) veya daha büyük boyutlardaki katı partiküller içeren karışımlar veya sıvılar olarak biliniyor.

Bugüne kadar kolloidal süspansiyonları içeren çoğu deney küresel kolloidlere dayanıyordu. Andreas Zumbusch liderliğindeki ekip, polimer kimyasını kullanarak küçük plastik parçacıklar üretti, elipsoid formlarına ulaşana kadar soğutup uygun bir çözücü içine yerleştirdi. Bu şekilde camın farklı bağları ortaya çıkarılmış oldu.

Araştırmacı Matthias Fuchs, "Bu, teorik açıdan inanılmaz derecede ilginç. Sıvı cam tahmini, yirmi yıldır teorik bir varsayım olarak kabul ediliyordu. Ancak maddenin yeni halini ortaya koymuş olabiliriz" diyor.