Wetenschappers hebben een nieuwe theorie ontwikkeld die zou kunnen verklaren hoe glas overgaat van een vloeistof naar een vaste stof, een fenomeen dat wetenschappers al eeuwenlang in verwarring brengt.

De theorie, gepubliceerd in het tijdschrift Physical Review Letters, suggereert dat glas geen faseovergang ondergaat, zoals eerder werd gedacht, maar eerder een continue transformatie.

"Wij geloven dat glas een unieke toestand van materie is die niet past in de traditionele categorieën vast, vloeibaar of gas", zegt hoofdauteur van het onderzoek Pablo Debenedetti, hoogleraar chemische technologie aan de Universiteit van Princeton. "Onze theorie biedt een nieuwe manier om te begrijpen hoe glas zich vormt en zich gedraagt."

De traditionele opvatting over glas is dat het een vloeistof is die zo snel is afgekoeld dat het geen tijd heeft om te kristalliseren. Deze theorie, bekend als de ‘kinetische theorie van glasvorming’, wordt al meer dan een eeuw algemeen aanvaard.

De kinetische theorie kent echter enkele problemen. Het kan bijvoorbeeld niet verklaren waarom sommige vloeistoffen, zoals water, gemakkelijk kristallen vormen, terwijl andere, zoals glas, dat niet doen. Het kan ook niet verklaren waarom de eigenschappen van glas afhangen van de snelheid waarmee het wordt afgekoeld.

De nieuwe theorie, bekend als de 'thermodynamische theorie van glasvorming', suggereert dat glas geen faseovergang ondergaat omdat het geen thermodynamisch stabiele toestand is. Glas is eerder een metastabiele toestand die gevangen zit tussen de vloeibare en kristallijne toestand.

"Onze theorie suggereert dat glas geen bevroren vloeistof is, maar eerder een unieke toestand van materie die wordt gekenmerkt door het onvermogen om te kristalliseren," zei Debenedetti. "Dit nieuwe begrip van glas zou kunnen leiden tot nieuwe manieren om de eigenschappen van glas en andere amorfe materialen te ontwerpen en te controleren."

De thermodynamische theorie van glasvorming staat nog in de kinderschoenen, maar heeft al voor veel opwinding gezorgd in de wetenschappelijke gemeenschap. Wetenschappers hebben goede hoop dat de theorie uiteindelijk zal leiden tot een volledig begrip van hoe glas zich vormt en zich gedraagt.