Glas stroomt erg langzaam • Metaal Magazine Ga naar hoofdinhoud

Glas stroomt erg langzaam

Onderzoeker Peter Schall van de Universiteit van
Amsterdam heeft in samenwerking met Harvard University (VS) direct ‘atomisch’
inzicht in stromend glas gekregen. Glas is een vloeistof die bij
kamertemperatuur zo langzaam stroomt dat het net massief lijkt. Schall heeft het
patroon waarin glasmoleculen bewegen in beeld gebracht met nieuwe microscopische
technieken. De resultaten van het onderzoek zijn eind vorig jaar in Science
gepubliceerd.

Glas heeft de structuur van een vloeistof, wat verschilt van een ordelijke kristallijne vaste stof. Het wordt vloeibaar wanneer het heet gemaakt wordt en hoe heter het glas, hoe sneller het stroomt. De viscositeit van het glas verandert sterk met de temperatuur, dus wanneer het afkoelt naar kamertemperatuur stroomt het glas zo langzaam dat het net lijkt alsof het een vaste stof is.
 
De glasblazer is welbekend met de graduele overgang, waar hij gebruik van maakt om het glas in de juiste vorm te manipuleren. Hoewel de eigenschappen van glas al lang gebruikt worden voor het maken van gebruiksvoorwerpen, is het nog steeds een mysterie hoe een vloeistof gradueel in iets massiefs kan veranderen. Om hier achter te komen, bestudeerde Schall hoe atomen in glas bewegen.
 
De wetenschappers onderzochten glas bestaande uit colloïdale bolletjes van een duizendste millimeter. Hoewel deze deeltjes nog steeds veel groter zijn dan de atomen en moleculen in echt glas, is hun beweging verbazingwekkend gelijk aan de beweging van echte atomen, vanwege hun Brownian Motion. De bolletjes kunnen in tegenstelling tot de moleculen in echt glas wel met een reguliere microscoop bestudeerd worden. Dankzij recente vooruitgangen in microscopische beeldtechnieken waren duizenden deeltjes tegelijkertijd real time te volgen in drie dimensies.
 
Schall en collega’s hebben gebruik gemaakt van de nieuwe beeldtechnieken om ‘atomische’ beelden te maken van stromend glas: de dichtheid van de deeltjes in het glas is zo hoog dat ze niet allemaal tegelijk kunnen bewegen, omdat ze elkaar ‘frustreren’. Glas begint te stromen door hoge activiteit in smalle zones van een paar deeltjes breed. Deze zones worden spontaan gevormd, geïnduceerd door de thermale energie van de deeltjes of door de omliggende zones. Het resultaat is een over het glas verspreid netwerk van stromende zones.
 
De afbeelding toont een schuifkrachtlokalisatie in glas. Gekleurde bollen illustreren de schuifkracht van deeltjes in een kleine sectie van vloeibaar colloïdaal glas. De kleur en grootte van de bolletjes geven de lokale schuifspanning aan. Het glas vloeit in geconcentreerde regio’s die via een netwerk verbonden zijn.
 (bron: NWO )
 
 

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd.

Deze site gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.

x
Mis niet langer het laatste nieuws

Schrijf u nu in voor onze nieuwsbrief.

Inschrijven