Ni Pesach Benson • Abril 30, 2026
Jerusalem, 30 Abril, 2026 (TPS-IL) — Isang misteryo sa physics na isang siglo na ang tanda ay lumalapit na sa resolusyon habang ang bagong pananaliksik ay nagbibigay-liwanag kung paano nagiging matigas, parang salamin na solido ang mga likido nang walang halatang pagbabago sa istruktura. Ang mga natuklasan ay maaaring makaapekto sa produksyon ng pagkain, mga gel, semento, maging sa gamot.
Ang penomenon, na kilala bilang “glass transition,” ay nakakaapekto sa maraming pang-araw-araw at pang-industriyang materyales, mula sa mga produktong pagkain hanggang sa mga pintura at gel, ngunit naging mahirap hulaan kung kailan biglang titigas ang isang dumadaloy na likido. Ito ay nagpagulo sa mga siyentipiko sa loob ng mahigit 100 taon dahil ang mga materyales ay maaaring magmukhang solido ngunit nananatiling halos hindi nagbabago sa microscopic level.
Isang pangkat ng mga siyentipikong Israeli at Aleman ang nagpakilala ng bagong pamamaraan ng eksperimento para pagmasdan ang transisyon sa pamamagitan ng pagsubaybay sa maliliit na partikulo na nakapaloob sa materyal. Ang pag-aaral, na isinagawa nina Prof. Haim Diamant at Prof. Yael Roichman ng School of Chemistry ng Tel Aviv University, sa pakikipagtulungan sa grupo ni Prof. Stefan Egelhaaf sa Heinrich Heine University Düsseldorf, ay nailathala sa peer-reviewed na Nature Physics.
“Ang kahalagahan ng pananaliksik na ito ay hindi lamang sa pagtukoy ng mga bagong palatandaan ng glass transition, kundi pati na rin sa pagbibigay ng bagong pananaw sa penomenon sa kabuuan,” sabi ni Diamant. “Ang aming mga natuklasan ay nagpapakita na ang glass transition ay hindi lamang isang unti-unting pagbagal ng paggalaw ng partikulo, kundi sinasamahan ito ng malaking pagbabago sa paraan ng paglipat ng momentum mula sa isang punto patungo sa iba sa loob ng materyal.”
Ginamit ng mga mananaliksik ang mga colloid — mga likidong puno ng microscopic na partikulo — bilang isang model system. Ang mga colloid ay mga halo kung saan ang maliliit na solidong partikulo ay nakalutang sa isang likido, na nagpapahintulot sa materyal na dumaloy tulad ng isang likido habang kumikilos sa kumplikadong paraan depende sa kung gaano kasiksik ang mga partikulo. Habang tumataas ang density ng partikulo, nagiging masikip ang sistema hanggang sa ito ay “mag-jam” at kumilos tulad ng isang solido.
Ang pangunahing inobasyon ay ang pagdaragdag ng napakaliit na tracer particles na nananatiling mobile kahit na bumagal nang husto ang nakapaligid na materyal. Sa pamamagitan ng pagsubaybay sa mga pares ng mga tracer na ito gamit ang advanced microscopy, nasukat ng mga siyentipiko kung paano kumakalat ang paggalaw at mga puwersa sa sistema sa real time.
Ang mga resulta ay nagpakita ng malinaw na pagbabago sa pag-uugali ng materyal. Sa isang likido, ang paggalaw ay kumakalat sa malalayong distansya sa buong sistema. Habang papalapit ito sa glassy state, ang pagkalat na ito ay nasisira, at ang materyal ay nagsisimulang kumilos nang higit na tulad ng isang solido na sumisipsip ng momentum sa halip na ilipat ito.
Natukoy ng pag-aaral ang tatlong malinaw na palatandaan ng transisyong ito. Una, isang pagbabago sa kung paano bumababa ang spatial correlations sa distansya. Pangalawa, ang paglitaw ng lumalaking characteristic length scale na nauugnay sa pagtaas ng viscosity. Pangatlo, ang paglitaw ng magkasalungat na paggalaw sa pagitan ng mga magkakatabing partikulo, na nagpapakita ng pagbuo ng resistensya sa shear, isang mahalagang katangian ng mga solido.
Higit pa sa fundamental physics, ang pamamaraan ay may mahalagang praktikal na aplikasyon. Maaari itong makatulong sa pagpapabuti ng disenyo at pagproseso ng mga gel, pintura, produktong pagkain, at mga pang-industriyang materyales tulad ng mga semento at ceramic suspension. Marami sa mga sistemang ito ang maaaring biglang lumipat mula sa maayos na pagdaloy patungo sa pagbara o pagiging solido, na lumilikha ng malalaking hamon sa pagmamanupaktura. Ang bagong pamamaraan ay nag-aalok ng paraan upang mas mahusay na mahulaan at makontrol ang mga transisyong ito, na nagpapabuti sa katatagan, texture, at performance.
Maaaring makinabang din ang pamamaraan sa biology at medisina, kung saan ang mga tissue, dugo, at cellular environment ay madalas kumikilos tulad ng mga materyales na bahagyang likido at bahagyang solido. Ang pag-unawa kung kailan at paano tumitigas ang mga sistemang ito ay maaaring mapabuti ang pananaliksik sa paggaling ng sugat, pag-unlad ng sakit, at mga sistema ng paghahatid ng gamot na nakasalalay sa kontroladong pagbabago sa consistency ng materyal sa loob ng katawan.