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玻璃既不是晶態(tài)，也不是非晶態(tài)，也不是多晶態(tài)，也不是混合態(tài)。理論名稱叫玻璃態(tài)。玻璃態(tài)在常溫下的特點(diǎn)是：短程有序，即在數(shù)個或數(shù)十個原子范圍內(nèi)，原子有序排列，呈現(xiàn)晶體特征；長程無序，即再增加原子數(shù)量后，便成為一種無序的排列狀態(tài)，其混亂程度類似于液體。在宏觀上，玻璃又是一種固態(tài)的物質(zhì)。
玻璃就是這樣一種物質(zhì)。造成玻璃這種結(jié)構(gòu)的原因是：玻璃的粘度隨溫度的變化速度太快，而結(jié)晶速度又太慢。當(dāng)溫度下降，結(jié)晶剛剛開始的時候，粘度就已經(jīng)變得非常大，原子的移動被限制住，造成了這種結(jié)果。所以，玻璃態(tài)類似于固態(tài)的液體，物質(zhì)中的原子永遠(yuǎn)都是處于結(jié)晶的過程中。
因此，玻璃中的原子位置看似固定，但是原子間依然有作用力促使它具備重新排列的趨勢。并不是一個穩(wěn)定的狀態(tài)，這和石蠟中的原子狀態(tài)不同。所以，同樣不是晶體，常溫下，石蠟*是固體，而玻璃卻可以被看作是粘度極大的液體。
在實驗中，為了觀察微觀原子的真實運(yùn)動情況，研究人員利用較大的膠體微粒模擬原子，并用高倍顯微鏡進(jìn)行觀察。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，這些粒子形成的凝膠因為構(gòu)成了二十面體結(jié)構(gòu)而無法形成結(jié)晶——這與20世紀(jì)50年代布里斯托爾大學(xué)的Charles Frank作出的預(yù)測相*。這種結(jié)構(gòu)解釋了為什么玻璃是“玻璃”而不是液體或固體。
此次研究對于理解亞穩(wěn)態(tài)材料來說是個重大的突破，它將使進(jìn)一步開發(fā)金屬玻璃等新材料成為可能。另外，如果能夠通過操作使金屬在冷卻時形成玻璃一樣的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，將有可能大大減少金屬缺陷。 [5] （科學(xué)網(wǎng) 梅進(jìn)/編譯）
玻璃表面看上去是固體，實際上并不是。50多年來，科學(xué)家一直在嘗試弄清玻璃的本質(zhì)。英國、澳大利亞及日本的科學(xué)家聯(lián)合研究發(fā)現(xiàn)，玻璃無法成為固體的原因在于玻璃冷卻時所形成的特殊的原子結(jié)構(gòu)。相關(guān)論文將在線發(fā)表于《自然—材料學(xué)》（Nature Materials）上。
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