En gruppe forskere fra Roskilde Universitet har i et nyt studium vist, at det under visse forhold er muligt at forudsige den fysiske ældning af glasmaterialer – et problem, som fors­kere indenfor feltet har tumlet med i mange år.

Glasmaterialer dannes ud fra væsker, der under afkøling bliver mere og mere sejtflydende. I det størknede, faste glasmateriale er molekylerne mere eller mindre tilfældigt arrangeret i modsætning til krystallinske materialer, hvor molekylerne er arrangeret i en velordnet gitterstruktur. Glasmaterialer er således en bred kategori af materialer, der udover de materialer, vi normalt opfatter som glas, også omfatter for eksempel materialer som rav og plastik. Det er karakteristisk for glasmaterialer, at de ikke er i termodynamisk ligevægt. Det betyder, at materialerne “ældes” med tiden, ved at molekylerne i materialet langsomt omarrangerer sig, mens materialet kemisk set forbliver uforandret. Den fysiske ældning kan betyde, at materialet skrumper over tid, hvilket dermed kan have praktisk betydning, hvis det foregår med en hastighed, der er relevant for levetiden af et produkt, som materialet bruges i. Men at forudsige hastigheden af denne fysiske ældning af glasmaterialer har været en hård nød at knække for forskerne, idet det ikke er en lineær proces.

I det nye studium har forskerne fra RUC efterprøvet en model med navnet “material time”, som stammer fra 1971, og som beskriver, at ældningen kan forudsiges ud fra, hvordan materialet reagerer på temperaturudsving i væske-tilstand. Forskerne har udført forsøg med to materialer i både deres væsketilstand og glastilstand, og ved at kombinere den gamle model og data fra væsketilstanden har de kunnet forudsige glassets opførsel. At den fysiske ældning af glasset går langsommere med tiden, har forskerne vist længe, men nu kan de forudsige, præcis hvor meget langsommere ældningen foregår med tiden. Ifølge professor Kristine Niss, som er en af forskerne bag det nye studium, tyder resultaterne på, at glas ligner væske mere end man før har troet.

Forskningen er udført som en del af Projekt Matter under ledelse af professor Jeppe Dyre. Projekt Matter er finansieret af VILLUM FONDEN.

CRK, Kilde: RUC/ Science Advances, DOI: 10.1126/sciadv.abl9809.