玻璃態水

玻璃態水

玻璃態水講的是水在一定條件下,可以變成低溫下呈極粘滯的粥狀透明液體,體積不會象冰一樣膨脹。對低溫保存生命有一定的意義。其他特性正在研究中。

基本信息

基本定義

要使水變為玻璃態,必須急速冷卻到-108℃。

水除了氣態、液態和固態外,還有玻璃態。玻璃態是一種冷的液態,即液態水在攝氏零度以下不結冰而保持液態。玻璃態的水和冰不一樣,它無固定的形狀,不存在晶體結構。與固態相比,它更像一種極端粘滯、呈現固態的液體。水的玻璃態密度與液態密度相同。

太空中的水蒸氣在星際塵埃等物體的冰冷表面上形成玻璃態水,而科學家們則用高速冷卻的方法使液態水轉變成玻璃態。水的玻璃態研究,不僅對提示人體在低溫下如何成活具有啟示意義,而且對地球上的製藥工業和其他行星上的生命理論等均有幫助。例如,人體冷凍保存的關鍵問題之一是避免水結成冰。由於凍的密度比水小10%,生命體的水一旦結成冰,則生命體各部分體積都會膨脹10%,導致生命體死亡。若使水成為玻璃態就可以避免這一問題。

水是一種結構簡單的化學物質,但是其物態之複雜超乎人們的想像。冰至少有12種形態,低溫下的液態水至少有2種形態。水的許多特性還有待進一步了解。

轉化溫度

玻璃轉化溫度(glasstransitiontemperature,Tg)是玻璃態物質在玻璃態和高彈態之間相互轉化的溫度。

玻璃轉化表現出二級相變的表現,物質的熱容會發生連續的變化。但是玻璃轉化實際上是一個動力學轉化。因此玻璃轉化溫度的具體數值是同溫度變化的速度相關的。

常見的玻璃態物質有大部分高分子材料,玻璃等。在工業上有重要套用的玻璃態物質還有玻璃態金屬等。

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