你知道在未来玻璃可以用作玻璃电池和存储器么？

　　玻璃是一种具有丰富历史的多功能材料，如今广泛用于各种应用。玻璃具有耐用性和易碎性等卓越品质，同时还能够呈现各种形状和色调，这使其可用于生产智能手机屏幕、光纤电缆和疫苗瓶等物品。玻璃的使用可以追溯到远古时代，即使在今天，研究人员仍在寻找它的新用途。有些人常常认为玻璃是液体而不是固体材料。然而，玻璃不能简单地归类为液体或固体，因为它有其独特的性质和特性，使其与众不同。作为研究玻璃的材料科学家，我们不断努力更好地理解这种特殊材料，并在未来发现它的新应用。

　　要了解玻璃，必须了解其制造过程。玻璃制造的第一步需要加热矿物混合物；最常见的是，将纯碱、石灰石和石英砂加热至1,480摄氏度的极高温度，直至液化。在这个温度下，矿物质以无序的方式自由流动。如果这种液体混合物快速冷却，它就会凝固成无序结构，而不是像其他固体那样形成结构化的晶体结构。这种原子水平上的无序结构赋予玻璃独特的性能，并使其被识别为玻璃。

　　玻璃在短时间内类似于固体。然而，由于其结构类似于液体，玻璃会在较长的时间内经历一个称为弛豫的过程。松弛是一个渐进的过程，尽管异常缓慢，涉及重新排列一块玻璃中的原子以获得更稳定的结构。在10亿年的时间里，玻璃物体的形状平均变化不到1纳米，大约相当于人类头发直径的1/70,000。有传言称旧窗户底部有一层较厚的玻璃，因为几个世纪以来重力拉动了缓慢流动的玻璃，这是没有根据的，因为玻璃以极其缓慢的速度改变形状，难以察觉。

　　当谈到玻璃时，人们通常指的是由熔砂、苏打和石灰混合而成的坚硬、易碎、透明的物质。然而，除了透明玻璃之外，还存在各种类型的玻璃，并且只要液体混合物能够足够快地冷却以避免结晶，玻璃实际上可以由任何元素组合形成。人类使用玻璃已有4000多年的历史。最初，玻璃用于装饰玻璃珠和箭头。考古学家发现了距今2000年前的玻璃作坊的证据。这种古代作坊的一个例子位于海法附近，海法位于当今的以色列国境内。据信该作坊建于公元350年左右，考古学家发现了原始玻璃块、用于熔化该物质的玻璃熔炉、实用的玻璃容器以及玻璃吹制过程中的残留物。

　　20世纪初，由于平板玻璃板和玻璃瓶的大规模生产技术的出现，现代玻璃制造得以实现。随后，玻璃在20世纪末成为电信和电子行业的重要组成部分，成为互联网运行的基础。在现代，科学家们不仅仅将玻璃用作镜子或杯子等物体。玻璃研究的前沿是控制其复杂的原子结构和弛豫过程以获得特定性能的能力。

　　由于其原子无序性和连续变化，任何给定的玻璃片都容易具有稍微不同的特性，无论是在强度、颜色、导电性还是其他方面。即使使用相同的材料和制造方法生产两块玻璃，也可能会出现显着差异。我们的研究团队一直在研究量化和控制玻璃无序且频繁波动的原子排列的方法，以提高我们预测其行为的能力。该研究领域已经取得了显着的突破，其中许多突破对现有技术的功能产生了直接影响。

　　举例来说，与2014年相比，手机屏幕不易破裂，部分原因是新的加工技术的发展，最大限度地减少了原子结合强度的差异。这种减少使得裂纹难以形成并逐渐扩散。同样，在过去二十年中，互联网速度也得到了显着提高，这要归功于研究人员找到了制造更均匀玻璃密度的方法，从而提高了使用光纤传输数据的效率。对如何操纵不断变化和无序的玻璃结构的更深刻的理解有可能在不久的将来产生重大的技术突破。研究人员目前正在处理一系列广泛的项目，包括充电速度更快、可靠性更高的玻璃电池、比当前同类产品需要更少维护的玻璃纤维风力涡轮机，以及增强的记忆存储设备。

　　举例来说，与2014年相比，手机屏幕不易破裂，部分原因是新的加工技术的发展，最大限度地减少了原子结合强度的差异。这种减少使得裂纹难以形成并逐渐扩散。同样，在过去二十年中，互联网速度也得到了显着提高，这要归功于研究人员找到了制造更均匀玻璃密度的方法，从而提高了使用光纤传输数据的效率。对如何操纵不断变化和无序的玻璃结构的更深刻的理解有可能在不久的将来产生重大的技术突破。研究人员目前正在处理一系列广泛的项目，包括充电速度更快、可靠性更高的玻璃电池、比当前同类产品需要更少维护的玻璃纤维风力涡轮机，以及增强的记忆存储设备。