Часто мы проходим мимо удивительных во всех смыслах вещей и даже этого не замечаем. Период «почемучек» для нас закончился, и теперь некогда удивляться чему-то необычному, надо спешить на работу или домой. Однако это не значит, что мы знаем все ответы, мы просто отложили их «до востребования», и сейчас самое время узнать, почему же стекло такое прочное.

Почему стекло такое прочное

Прочные вещи

Важно сразу отметить, что способность выдерживать физические нагрузки и твердость предметов чаще всего обеспечивается кристаллической решеткой на молекулярном уровне. Такие предметы тяжело поддаются внешней силе и, как правило, редко распадаются на крохотные части. Удерживать форму им помогает тесное расположение ионов, атомов или молекул, которые создают дополнительную устойчивость.

Почему стекло такое прочное

Модель кристаллической решетки дает нам представление о структуре вещей изнутри

В то время как в газах частицы заполняют всё им доступное пространство, разлетаясь в разные стороны, в жидкостях они держатся вместе, но не создают устойчивой формы, в твердых предметах решетка обеспечивает постоянство. Никто никуда не движется, все находятся на своем месте и не позволяют другому шевельнуться.
Почему стекло такое прочное

Аморфными телами называют переохлажденные жидкости

Однако не все твердые вещества имеют кристаллическую решетку. Дело в том, что некоторые из них аморфные. Молекулы вместо того, чтобы занять строгую позицию, находятся рядом друг с другом в очень тесной связи. И обычно для того, чтобы они приняли свою форму, требуется воздействие извне — например, плавление. После этого вещь необходимо резко остудить, и тогда получится твердый предмет. И как раз к таким вещам, вызывающим у ученых вопросы, относится стекло.

В чем суть исследования

В результате анализа данных, полученных в результате научного опыта, ученые установили, что аморфная форма все-таки имеет определенную структуру. Чтобы твердая вещь приняла нужный внешний вид, частицы внутри нее должны иметь две прочные связи между собой. Только после того, как связь установится в стекле, в клее или сотах — признанных аморфных предметах — появляется система, за счет которой они и не рассыпаются на части.

Почему стекло такое прочное

Устойчивость стекла тоже формируется за счет связей между частицами

Для сравнения можно взять обычный песок на грунтовых дорогах. Сначала он состоит из обычных кристаллов, однако со временем его прессуют, и образуется твердая каменистая поверхность или по-другому — «заблокированная система», из которой он уже практически не может выпасть. Приблизительно то же самое происходит и со стеклом, просто за счет иных процессов.

По мнению ученых, их расчеты могут пригодиться в создании более твердых и устойчивых аморфных предметов. Например, сверхпрочного стекла, которое не потребуется устанавливать в несколько слоев, достаточно будет учесть его физические особенности при изготовлении.