分析玻璃中表面熔化的检测

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2022年11月7日由亚历克斯·史密斯（Alex Smith）审查

1842年，这位著名的英国研究员迈克尔·法拉第（Michael Faraday）偶然地提出了令人难以置信的观察：冰层在冰层上产生了薄薄的水。但是，这发生在温度大大低于零度时发生。因此，在冰的熔点下方。然而，冰的表面仍然融化。冰晶上的液态层是为什么雪球倾向于保持在一起的原因。

直到1985年的140年后，这种所谓的“表面熔化”才能科学地被科学地验证的实验室条件不足。

到目前为止，表面熔化已在一系列的晶体材料中进行了说明，并从科学上清楚地理解了：在实际熔点以下的各个程度上，液态层仅在各种固体材料的表面上形成少亚博网站下载数纳米厚。

由于材料的表面特性倾向于在其使用中起着至关重要的作用，例如亚博网站下载传感器，电池电极，催化剂等，因此表面熔化不仅具有基本意义，而且在技术应用方面也具有。

应该强调的是，这个过程与从冰箱中取出冰块并将其揭示到环境温度的影响完全没有关系。在这种条件下，冰块首先在其表面上融化，因为与冰块的内部相比，表面要温暖得多。

玻璃中检测到的表面熔化

就晶体而言，具有定期排列的原子，通常通过散射实验检测到表面上的薄液层。这对原子秩序的存在非常敏感。由于液体不以均匀的方式排列，因此这些方法可以清楚地解决固体顶部的薄液膜的外观。

但是，由于固体和液体之间的原子顺序没有变化，因此这种方法似乎不适用于眼镜（即无序，无定形材料）。亚博网站下载因此，玻璃的表面融化在实验中保持了相当不可变的。

为了击败这些困难，克莱门斯·贝辛格（Clemens Bechinger）康斯坦茨大学，他的合作者李·蒂安（Li Tian）提出了一个技巧：而不是研究原子玻璃；他们产生了一种由微观玻璃球组成的无序材料，称为胶体。与原子相反，这些颗粒大约要大约10,000倍，并且可yabo214以直接以显微镜在显微镜下注意。

科学家可以说明在这样的胶体玻璃中表面熔化的过程，因为存在于表面附近的颗粒比下面的固体快得多。yabo214乍一看，这种行为并非完全无法预料，因为表面的颗粒密度低于基本的散装材料。因此，靠近地面的颗粒有更yabo214多的空间可以彼此移动，从而使它们更快。

一个令人惊讶的发现

But what surprised Clemens Bechinger and Li Tian, was the fact that even much lower the surface, where the particle density has attained the bulk value, the particle mobility is still considerably higher than the bulk material.

显微镜图像显示，该早期未识别的层的厚度高达30个颗粒直径厚，并从表面延伸到固体的最深区域，形式为条纹。