Ein neuer Zustand der Materie

"Flüssiges Glas" - So beschreiben Wissenschaftler der deutschen Universität Konstanz den neuen Zustand der Materie, den sie in Experimenten beobachten konnten. Die neue Phase scheint sich zwischen einem festen und einem kolloidalen Zustand (wie z. B. einem Gel) zu befinden. Die Forscher beobachteten winzige Teilchen dieser Art von Substanz bei den Übergängen zwischen flüssigen und festen Phasen. Für diese Experimente wurden kolloidale Feinstoffe aus elliptisch geformten Partikeln erzeugt. Wenn Stoffe vom flüssigen in den festen Zustand übergehen, ordnen sich ihre Moleküle normalerweise in einem kristallinen Muster an.

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Dieses Material verhielt sich jedoch anders. Im "Flüssigglas"-Zustand können sich die kolloidalen Moleküle zwar bewegen, aber nicht rotieren, d.h. sie haben mehr Flexibilität als im erstarrten Glas, aber nicht genug, um mit den bekannten flüssigen Materialien vergleichbar zu sein. Durch die Verwendung von ellipsoiden Kolloiden, anstelle der Standard-Kugelformen, konnten diese Bewegungen beobachtet werden. Die Partikel kamen in Gruppen mit ähnlichen Ausrichtungen zusammen, die sich dann innerhalb des Materials miteinander verzahnten.

Eine Beschreibung der Ergebnisse der Forscher wurde in der Zeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) veröffentlicht. Die Autoren merken an, dass ein besseres Verständnis von Phasenübergängen große Auswirkungen auf die Forschung in vielen Bereichen der Wissenschaft haben könnte, von der Biologie bis zur Kosmologie. Es hebt nicht nur die Bedeutung der Teilchenform bei Phasenumwandlungen hervor, sondern erlaubt uns auch, über praktische Anwendungen nachzudenken, wie z.B. das Design von selbstorganisierenden Material-Nanostrukturen. Eine interessante Dissertation zu Phasenübergängen im Kontext dynamischer Skalierung finden sie hier.