什么是无定形固体(Amorphous Solid)？

非晶态固体是指分子不排列在晶格或晶体结构中的任何材料。非晶态固体相对较少，仅占世界固体的10%。非晶态固体最著名的例子是玻璃，事实上，这些固体有时通常被称为玻璃。玻璃是一种常见的无定形固体。物质的三种状态——固态、液态和气态——是由于构成这些物质的分子的运动程度不同而发生的。气体中的分子和原子有着广泛的运动范围，它们的扩散是因为分子之间的联系很弱。液体的运动范围更为有限，但它们的分子仍然可以在这些范围内自由移动，改变位置。这种自由使液体缺乏永久形状。另一方面，固体中的分子，它们被束缚在一起，没有真正的运动自由。但是，分子仍然在它们的键中摆动。振荡运动使固体受热。分子在其键中振动得越快，物体就越热。在占世界固体90%的晶体固体中，分子以有序的模式结合。这种有序的模式在整个结构中完全重复，形成一个分子晶格。相反，非晶态固体在其组成的一小部分可能有重复的图案，但并非全部。无定形固体可以是天然的也可以是人造的。雷击的沙子会自然地在它的撞击点形成玻璃。然而，商业玻璃是人造的，使用的工艺与闪电相同，但在受控的环境中。除玻璃外，最广泛使用的无定形固体是塑料塑料是由聚合物制成的，长串的分子被有意地连接在一起。此外，无定形固体可以由晶体固体制成。例如，玻璃是由石英砂制成的，石英砂是一种晶体固体。沙子被加热到极端温度，有效地使其熔化，然后迅速冷却，或过冷，因此分子没有时间重新排列成晶格形式。这种过冷导致玻璃的分子排列类似于有人拍下液体的快照。由于非晶态固体结构看起来与液体相似，它们有时被称为过冷液体。这种相似性也是为什么人们会认为玻璃实际上是一种缓慢移动的液体。此外，与晶体固体不同，非晶固体在受热时不会立即液化，反而会变得越来越软。