De kwetsbaarheid van vloeistof - dat wil zeggen, hoe de vloeibaarheid van een vloeistof verandert met de temperatuur - werd lang beschouwd als een sleutelfactor bij het begrijpen van vloeistoffen en ook hoe ze zich tot glazen vormen. Een betrouwbare manier om de kwetsbaarheid van vloeistoffen te meten, was echter ongrijpbaar. Nu heeft een team van onderzoekers een betere manier ontwikkeld om deze kritieke eigenschap te bepalen.

De resultaten zijn gepubliceerd in Nature Communications .

In het laboratorium van Jan Schroers, hoogleraar werktuigbouwkunde en materiaalkunde, ontwikkelden de onderzoekers een methode die ze de filminflatiemethode (FIM) noemen en die de kwetsbaarheid meet van een breed scala aan metallische glasvormende vloeistoffen. Door dit te doen, kregen de onderzoekers niet alleen een duidelijker beeld van de eigenschappen van de vloeistoffen, maar het was ook in tegenspraak met een lang gekoesterde veronderstelling in het veld dat een lage fragiliteit beter is voor de vorming van metalen glazen, een materiaal dat sterker is dan zelfs de beste metalen, maar met de buigzaamheid van plastic. Deze materialen danken hun eigenschappen aan hun unieke atomaire structuren:wanneer metalen glazen afkoelen van een vloeistof naar een vaste stof, bezinken hun atomen in een willekeurige rangschikking en kristalliseren ze niet uit zoals traditionele metalen dat doen.

Schroers zei dat de methode een "grote stap in de richting van" het uitzoeken van de lastige fysica van metallisch glas is. Vooral het vloeibare deel van het vormingsproces is verwarrend.

"De vloeibare toestand is voor ons de moeilijkste staat om te begrijpen en te meten", zei hij. "In wezen is alles bekend over vaste stoffen, hoe de atomen rangschikken, en we kunnen het allemaal op een computer berekenen - je hoeft bijna geen experimenten meer te doen. Gas is ook heel gemakkelijk, omdat de atomen zo ver uit elkaar liggen , ze werken niet echt met elkaar samen. Vloeibaar, als staat, we weten er bijna niets van."

Dat zou kunnen veranderen met de nieuwe methode, die Schroers ontwikkelde met Sebastian Kube, een voormalig Ph.D. student in zijn lab en hoofdauteur van de studie.

"Dit stelt ons in staat om theorieën over glasvorming uit te breiden, wat een van de grootste mysterieuze in de natuurkunde is," zei hij. + Verder verkennen

Snellere, nauwkeurigere manier om metalen brillen te vinden