ガラスの形状は固体と液体どちらが正しい?性質をわかりやすく説明します。

ガラスは液体?固体?

 

ガラスの疑問

 

ガラスが液体か固体かについては、明確な答えが出ていません。

 

素人的な発想で考えれば、普段使っているガラスは完全に固まっていて、液体のように流すことはできないので固体です。

 

ガラスの製造工程を見ると、材料を高温で熱してドロドロの液体にしてから成形をして固めることでガラスを作ります。

 

再度、高熱によって溶かせば液体に戻りますが、それは鉄やプラスチックなど他の物質でも同じです。

 

固まった状態で考えれば固体であることを疑う余地はないのですが、専門家から見ると分子の配列が液体に近いことから、固体ではなく液体ではないかと訴える論争が起こっています

 

現在もガラスについての学会発表は頻繁に起こっていて、大学など権威のある研究機関がガラスは液体であると訴える論文が多数出ています

 

 

ガラスの分子は液体に近い

分子は3つの形態があり、分子の配列によって液体、固体、気体に分類されています。

 

液体…分子が互いに接しながら動いている状態
固体…分子が規則正しく並んだ状態
気体…分子が自由に飛び回っている状態

 

ガラスの分子は動いている状態ではないですが、固体とは違い不規則に配列されています。
分子3形態で見ると液体とも固体とも違う性質を持っています。

 

最新の研究結果では、「液体のような性質を持った固体のようなもの」という見解が有力になっていて、固体であることを否定した完全な液体という考え方は薄れつつあります

 

氷は普通に凍らすと固体、急速冷凍すると液体

 

難しい話になっていきますが、ガラスはアモルファス状態の固体です。
アモルファスとは不規則に原子の並んだ状態を意味しています。

 

ガラス液体説を唱えた一例として、水は急速冷凍するとアモルファス状態になり、水と同じ拡散現象が起こっているため液体になるという研究結果があります。

 

通常の冷凍庫で作る氷はもちろん、自然の中にある氷河などの氷は全て分子が規則正しく並んでいる固体です。

 

しかし、人工的に急速冷凍するとガラスのようなアモルファス状態になり、さらに高密度のアモルファス状態と低密度のアモルファス状態の2種類があり、高密度のアモルファス状態の氷を温めると低密度のアモルファス状態の氷に変化することが分かっています。

 

ただし、アモルファス状態まではガラスと一緒でも、ガラスについては水やアモルファス氷で見られる拡散現象は見られないため、液体ではなく固体に近い物質だという説が有力視されています。

 

 

まとめ

ガラスの液体・固体論争は突き詰めていくと非常に奥が深く、ガラスはまだ科学的に見て完全に解明されていません

 

現時点では固体が有力な考え方ですが将来は液体であることを解明される可能性もあります

 

ただし、固まってガラスの状態になると他の物質と混ざることはないですし、固い状態になっている事実は変わりません

 

固体か液体の2択で考えれば、固体である概念を覆すのは簡単なことではないです。