કાચ સામગ્રીના વૃદ્ધત્વ વિરોધી સંશોધનમાં નવી પ્રગતિ

તાજેતરમાં, ચાઇનીઝ એકેડેમી ઑફ સાયન્સિસની ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઑફ મિકેનિક્સે કાચની સામગ્રીના વૃદ્ધત્વ વિરોધીમાં નવી પ્રગતિ કરવા માટે દેશ-વિદેશના સંશોધકોને સહકાર આપ્યો છે, અને પ્રથમ વખત પ્રાયોગિક રૂપે સામાન્ય મેટાલિક કાચની અત્યંત જુવાન રચનાને અનુભવી છે. અલ્ટ્રા-ફાસ્ટ ટાઇમ સ્કેલ. સંબંધિત પરિણામોને સાયન્સ એડવાન્સિસ (સાયન્સ એડવાન્સિસ 5: eaaw6249 (2019)) માં પ્રકાશિત, શોક કમ્પ્રેશન દ્વારા મેટાલિક ગ્લાસિસનું અલ્ટ્રાફાસ્ટ એક્સ્ટ્રીમ રિજુવેનેશન શીર્ષક આપવામાં આવ્યું છે.

મેટાસ્ટેબલ કાચની સામગ્રીમાં થર્મોડાયનેમિક સંતુલન સ્થિતિમાં સ્વયંસ્ફુરિત વૃદ્ધત્વનું વલણ હોય છે, અને તે જ સમયે, તે ભૌતિક ગુણધર્મોના બગાડ સાથે છે. જો કે, બાહ્ય ઊર્જાના ઇનપુટ દ્વારા, વૃદ્ધ કાચની સામગ્રી રચનાને પુનર્જીવિત કરી શકે છે (કાયાકલ્પ). આ વિરોધી વૃદ્ધત્વ પ્રક્રિયા એક તરફ કાચની જટિલ ગતિશીલ વર્તણૂકની મૂળભૂત સમજણમાં ફાળો આપે છે, બીજી તરફ તે કાચની સામગ્રીના એન્જિનિયરિંગ એપ્લિકેશન માટે પણ અનુકૂળ છે. તાજેતરના વર્ષોમાં, વ્યાપક ઉપયોગની સંભાવનાઓ સાથે ધાતુના કાચની સામગ્રી માટે, સામગ્રીના યાંત્રિક અને ભૌતિક ગુણધર્મોને અસરકારક રીતે નિયંત્રિત કરવા માટે બિન-સંબંધિત વિકૃતિ પર આધારિત માળખાકીય કાયાકલ્પ પદ્ધતિઓની શ્રેણી પ્રસ્તાવિત કરવામાં આવી છે. જો કે, અગાઉની તમામ કાયાકલ્પ પદ્ધતિઓ નીચા તાણ સ્તરો પર કામ કરે છે અને પૂરતા પ્રમાણમાં લાંબા સમયના સ્કેલની જરૂર પડે છે, અને તેથી તેમાં મોટી મર્યાદાઓ છે.

લાઇટ ગેસ ગન ડિવાઈસની ડ્યુઅલ-ટાર્ગેટ પ્લેટ ઈમ્પેક્ટ ટેક્નોલોજી પર આધારિત સંશોધકોને સમજાયું કે લાક્ષણિક ઝિર્કોનિયમ આધારિત મેટાલિક ગ્લાસ લગભગ 365 નેનોસેકન્ડમાં ઝડપથી ઉચ્ચ સ્તરે પુનઃજીવિત થઈ જાય છે (વ્યક્તિને આંખ મારવામાં જે સમય લાગે છે તેના દસ લાખમાં ભાગ) આંખ). એન્થાલ્પી અત્યંત અવ્યવસ્થિત છે. આ ટેક્નોલોજીનો પડકાર એ છે કે મેટાલિક ગ્લાસમાં અનેક GPa-લેવલ સિંગલ-પલ્સ લોડિંગ અને ક્ષણિક સ્વચાલિત અનલોડિંગ લાગુ કરવું, જેથી શીયર બેન્ડ્સ અને સ્પેલેશન જેવી સામગ્રીની ગતિશીલ નિષ્ફળતા ટાળી શકાય; તે જ સમયે, ફ્લાયરની અસરની ગતિને નિયંત્રિત કરીને, ધાતુ કાચનું ઝડપી કાયાકલ્પ વિવિધ સ્તરો પર "સ્થિર" થાય છે.

સંશોધકોએ થર્મોડાયનેમિક્સ, મલ્ટિ-સ્કેલ સ્ટ્રક્ચર અને ફોનોન ડાયનેમિક્સ "બોસ પીક" ના પરિપ્રેક્ષ્યમાં મેટાલિક ગ્લાસની અતિ-ઝડપી કાયાકલ્પ પ્રક્રિયા પર એક વ્યાપક અભ્યાસ હાથ ધર્યો છે, જે દર્શાવે છે કે કાચની રચનાનું કાયાકલ્પ નેનો-સ્કેલ ક્લસ્ટરોમાંથી આવે છે. "શીયર ટ્રાન્ઝિશન" મોડ દ્વારા પ્રેરિત ફ્રી વોલ્યુમ. આ ભૌતિક મિકેનિઝમના આધારે, એક પરિમાણહીન ડેબોરાહ નંબર વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે, જે મેટાલિક કાચના અતિ-ઝડપી કાયાકલ્પના સમયના સ્કેલની શક્યતાને સમજાવે છે. આ કાર્યે મેટાલિક ગ્લાસ સ્ટ્રક્ચર્સના કાયાકલ્પ માટેના સમયના ધોરણમાં ઓછામાં ઓછા 10 ઓર્ડરની તીવ્રતાનો વધારો કર્યો છે, આ પ્રકારની સામગ્રીના એપ્લિકેશન ક્ષેત્રોને વિસ્તૃત કર્યા છે અને કાચની અલ્ટ્રાફાસ્ટ ગતિશીલતા વિશે લોકોની સમજને વધુ ઊંડી બનાવી છે.