為什麼玻璃是透明的？無定形結構的秘密

又到了想用玻璃餐具炫酷的季節，“Hiyashi chuka已經開始”的海報已經開始出現了。為什麼玻璃是透明的？“這就是水透明的原因。” 曾在玻璃器皿製造商工作過的神戶大學（固態化學）教授內野隆先生解釋說。隨著物質溫度的升高，分子和原子的運動變得活躍，狀態變為固態、液態和氣態。當水在常壓下低於0攝氏度時，水分子結合形成冰，形成單晶結構。在 0 到 100 度時，水分子湍流運動並變成液體。另一方面，即使玻璃是固體，它也不是晶體。分子處於凝固狀態，結構無序。這被稱為“無定形”，可以說在結構上與水相同。為什麼是透明的？在一般物質中，聚集了許多晶體，光在邊界處散射並變得不透明。此外，光被有色物質吸收。但玻璃沒有晶體結構，主要成分二氧化矽不吸收光，所以可以透光。玻璃通常是透過快速冷卻熱液體制成的，這樣它就不會形成晶體。將含有二氧化矽的玻璃原料加熱到1000度以上使其變成液態，數小時後冷卻至室溫。相反，當二氧化矽在高溫和高壓下緩慢冷卻地下深處時，晶體會生長並形成晶體。“理論上，所有物質都可以透過淬火液體變成無定形，”內野說。由多個金屬原子組成的“非晶金屬”就是其中之一。主要用途是可重寫 DVD。多種金屬元素在記錄表面上形成晶體層。它使用強鐳射在高溫下熔化，並在室溫下快速冷卻時變成部分非晶態。它可以透過照射弱鐳射使其在相對較低的溫度下熔化並在室溫下緩慢冷卻來恢復為晶體。您可以使用兩者來雕刻或重置資訊。物質之所以變成玻璃，至今仍被稱為“物理學的未解之謎”，各種研究正在進行中。