L'étude des processus de vitrification, c'est-à-dire la physique sous-jacente à la formation du verre, peut être cruciale pour promouvoir de nouveaux développements dans le domaine de la la science des matériaux. Cette considération a conduit une équipe de recherche internationale à analyser une caractéristique commune du verre, appelée pic de boson.
Qu'est-ce que le pic boson ?
Le pic du boson est observable dans le verre grâce à l'utilisation d'équipements conçus pour étudier la vibration de ses atomes constitutifs. C'est une configuration particulière d'énergie qui donne une masse aux particules subatomiques et, dans le cas particulier du verre, attribue une capacité calorifique caractéristique supplémentaire par rapport aux cristaux formés à partir du même matériau. Le pic de boson est donc déterminé et intrinsèque aux processus de vitrification.
Une recherche sur la vitrification
La recherche, publié dans la revue Nature Communications, a été menée par une équipe de scientifiques du Royaume-Uni, de Slovénie et du Japon en analysant les modes d'émergence du pic de boson dans des échantillons d'orthosilicate de tétrabutyle (TBOS), un liquide visqueux utilisé dans la production de certains types de verre.
La vitrification est un processus physique crucial pour de multiples applications. Il consiste à transformer un liquide en un solide transparent, semblable au verre, par un processus qui implique une phase de chauffage du liquide, suivie d'un refroidissement brutal pour éviter la formation de cristaux et maintenir une structure désordonnée.
La vitrification, comme prévu, est utilisée dans de nombreux domaines, y comprisindustrie du verre, la céramique, la production de matériaux composites et la conservation d'échantillons biologiques.
Le choix du verre
Les chercheurs ont choisi d'étudier le processus de vitrification du TBOS, en raison de sa structure moléculaire symétrique, ce qui facilite la localisation du pic boson. En utilisant une gamme de techniques d'observation, y compris la spectroscopie Raman, l'équipe a pu observer le processus moléculaire de la vitrification : le TBOS se refroidit pour former du verre, sans terminer le processus de cristallisation. Parallèlement aux techniques expérimentales, les chercheurs ont effectué des simulations informatiques, prédisant correctement le comportement du TBOS en phase de refroidissement et établissant une corrélation parfaite entre les modèles et les expériences.
Ces modèles, malgré leur simplicité, nous garantissent un accès privilégié aux procédés de vitrification et pourraient nous aider à l'avenir à atteindre verre plus solide et plus sûr.
source: glassonline.com
