Upptäckt kan leda till nya material och insikter om seismiskt beteende

En ny studie har grävt fram mekanismen i atomskala bakom deformationen av glas, ett material som har förbryllat forskare i århundraden. Glas är ett icke-kristallint, amorft fast ämne som vanligtvis är sprött och svårt att deformera. Men under vissa förhållanden kan glas uppvisa anmärkningsvärd plasticitet och genomgå betydande deformation utan att gå sönder.

Forskningen, publicerad i tidskriften Science Advances , genomfördes av ett team av forskare från University of Pittsburgh Swanson School of Engineering och University of Pennsylvania Department of Materials Science and Engineering. Teamet använde en kombination av högupplöst bildbehandling och datorsimuleringar för att studera glasets struktur i atomär skala när det deformerades.

Forskarna fann att deformationen av glas utlöses av omorganiseringen av atomer i materialet. Denna omarrangering sker när atomer bryter sig loss från sina ursprungliga positioner och flyttar till nya platser. Omordningen av atomer skapar defekter i glaset, som försvagar materialet och gör det mer mottagligt för deformation.

Upptäckten av mekanismen i atomskala bakom deformationen av glas har viktiga konsekvenser för utvecklingen av nya material och för att förstå beteendet hos seismiska vågor i jordskorpan.

"Denna upptäckt öppnar nya vägar för att utforska egenskaperna hos material i atomär skala", säger Dr James K. Knowles, professor i maskinteknik och materialvetenskap vid University of Pittsburgh. "De insikter vi fick från den här studien kan leda till utvecklingen av nya material med förbättrad styrka och duktilitet, såväl som nya insikter om beteendet hos seismiska vågor i jordskorpan."

Källa:University of Pittsburgh Swanson School of Engineering