玻璃到底是固體還是液體？

玻璃是固體還是液體呢?大家看到標題的時候可能會肯定的說當然是固體了，但其實嚴格來說玻璃并不算固體,它是一種流速相當緩慢的半固體半流體的狀態。

西方許多老舊的用了一個多世紀的老教堂的窗玻璃都是上薄下厚，也就是說當一塊平玻璃垂直豎放一百年的時間，它會變得上面較薄、下方變厚，呈現出液態的性質，這和肥皂膜由于重力而致上薄下厚的情況很相似。其實許多科普書和電視科普宣傳片里都講過這個科普知識，不是什么新鮮事了。

玻璃并不完全是固體

玻璃既不是晶態，也不是非晶態，也不是多晶態，也不是混合態。理論名稱叫玻璃態。玻璃態在常溫下的特點是：短程有序，即在數個或數十個原子范圍內，原子有序排列，呈現晶體特征。長程無序，即再增加原子數量后，便成為一種無序的排列狀態，其混亂程度類似于液體。在宏觀上，玻璃又是一種固態的物質。玻璃就是這樣一種物質。造成玻璃這種結構的原因是：玻璃的粘度隨溫度的變化速度太快，而結晶速度又太慢。當溫度下降，結晶剛剛開始的時候，粘度就已經變得非常大，原子的移動被限制住，造成了這種結果。所以，玻璃態類似于固態的液體，物質中的原子永遠都是處于結晶的過程中。

因此，玻璃中的原子位置看似固定，但是原子間依然有作用力促使它具備重新排列的趨勢。并不是一個穩定的狀態，這和石蠟中的原子狀態不同。所以，同樣不是晶體，常溫下，石蠟完全是固體，而玻璃卻可以被看作是粘度大的液體。

揭示玻璃非固體之謎

研究人員在實驗中，為了觀察微觀原子的真實運動情況，利用較大的膠體微粒模擬原子，并用高倍顯微鏡進行觀察。結果發現，這些粒子形成的凝膠因為構成了二十面體結構而無法形成結晶——這與20世紀50年代布里斯托爾大學的Charles Frank作出的預測相一致。這種結構解釋了為什么玻璃是“玻璃”而不是液體或固體。

此次研究對于理解亞穩態材料來說是個重大的突破，它將使進一步開發金屬玻璃等新材料成為可能。另外，如果能夠通過操作使金屬在冷卻時形成玻璃一樣的內部結構，將有可能大大減少金屬缺陷。

一些材料在冷卻時會形成結晶，其原子會以高度規則的模式進行排列，稱為“晶格”。不過玻璃在冷卻時，原子擁堵在一起，幾乎隨機排列，妨礙了規則晶格的形成。