Le verre est un matériau fondamental à la structure désordonnée. Malgré sa longévité au fil des années, sa configuration atomique déroute toujours les scientifiques.
Un groupe de chercheurs s’est concentré sur les formes d’anneaux dans les réseaux de verre chimiquement connectés pour en savoir plus sur la régularité structurelle cachée dans les matériaux vitreux. L’équipe a développé de nouvelles mesures pour mesurer la structure tridimensionnelle des anneaux et les symétries structurelles : « rugosité » et « rondeur ».
Ces indicateurs aident les scientifiques à déterminer le nombre exact de formes d’anneaux représentatives dans la silice cristalline et vitreuse (SiO2). Ils ont trouvé un mélange d’anneaux uniques au verre et d’anneaux ressemblant aux anneaux des cristaux.
De plus, en identifiant la direction de chaque anneau, les scientifiques ont créé une méthode pour mesurer les densités atomiques spatiales entourant les anneaux.
Ils ont démontré que la configuration atomique n’est pas régulée uniformément dans toutes les directions autour de l’anneau, phénomène connu sous le nom d’anisotropie. L’ordre structurel associé à cette anisotropie d’origine annulaire est conforme aux preuves expérimentales, telles que les données de diffraction du SiO2.
On a également découvert que, malgré l’apparence d’un arrangement atomique inégal et chaotique dans la silice vitreuse, il existait certaines régions où l’arrangement des atomes suivait un certain niveau d’ordre ou de régularité.
Professeur Motoki Shiga du centre d’analyse de données sans précédent de l’université de Tohoku dit, « L’unité structurelle et l’ordre au-delà de la liaison chimique ont longtemps été supposés grâce à des observations expérimentales, mais leur identification a jusqu’à présent échappé aux scientifiques. De plus, notre analyse réussie contribue à comprendre les transitions de phase, telles que la vitrification et la cristallisation des matériaux, et fournit les descriptions mathématiques nécessaires au contrôle des structures et des propriétés des matériaux.
À l’avenir, les scientifiques utiliseront ces techniques pour élaborer des procédures d’exploration des matériaux verriers. Ces procédures sont basées sur des approches basées sur les données telles que l’apprentissage automatique et l’IA.
Référence du journal :
- Motoki Shiga, Akihiko Hirata, Yohei Onodera et Hirokazu Masai. Anisotropie d’origine annulaire de l’ordre structurel local dans le dioxyde de silicium amorphe et cristallin. Supports de communication. EST CE QUE JE: 10.1038/s43246-023-00416-w
2023-11-25 13:30:32
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