13 mio. til forskning i glas og aldring: RUC-professor vil løse et af fysikkens store mysterier

Glas er i daglig tale et materiale, vi opfatter som fuldstændig fast og uforanderligt. Men fysikken er i virkeligheden langt mere kompleks. Glas ændrer sig nemlig langsomt over tid via en proces, der kaldes fysisk ældning.

I fysikkens verden betegner ordet glas hele den gruppe materialer, der er ikke-krystallinske faste stoffer. Glas kan fx dannes af polymerer (plastik), metaller og organiske molekyler. Fælles for dem er, at deres strukturer ikke falder i faste mønstre, sådan som krystaller gør. Netop derfor er de også notorisk svære at forstå teoretisk.

"Vi mangler en grundlæggende forståelse af glas og særligt af fysisk ældning. Ældning af glasser er et forskningsområde, som på den ene side er ægte nørdet fysik-grundforskning, hvor vi arbejder med fundamentale koncepter som tid, entropi og reversibilitet, og på den anden side er helt afgørende i virkelig mange anvendelsessammenhænge," siger professor i fysik, Kristine Niss, som er leder af projektet.

Ifølge forskeren er glas ude af termodynamisk ligevægt – i modsætning til de fleste andre tilstande, man underviser i inden for fysik. Og derfor gør dette glasset til en unik model for noget af det mest udfordrende i moderne fysik: Hvordan man forstår systemer, der ikke er i ligevægt.

"Hvis vi nu kunne forstå glas, var vi forhåbentligt godt i gang med at lave ude-af-ligevægts-fysik. Virkelig meget i verden – fx alt biologisk og levende – er ude af ligevægt. Forståelsen af glas kan derfor være startpunktet for nye teorier," siger hun.

Omfattende studie med mange anvendelsesmuligheder

Med bevillingen skal der gennemføres to nye typer eksperimenter, som Kristine og forskerkolleger har designet til at måle over ekstremt lange tidsskalaer. Studiet bliver det mest omfattende af sin art og vil kombinere laboratorieforsøg på polymerer, metalglasser, molekylære systemer og computersimuleringer.

"Lige nu stritter resultaterne i litteraturen ret meget i forskellige retninger. Med det her projekt får vi mulighed for at lave et hidtil uset stort systematisk studie af mange forskellige typer glas. Det vil vi gøre med en række helt nye typer eksperimenter og computersimuleringer, som er designet specifikt til at undersøge, hvor meget glasser minder om væsker," forklarer Kristine Niss.

Betydning for både teori og praksis

Selvom projektet er decideret grundforskning, har forskningen også betydning for blandt andet anvendelsen af materialer og for bæredygtigheden af dem.

"Vores forskning handler om, hvordan materialer opfører sig på lange tidsskalaer, og det er afgørende for, hvordan de kan bruges og genbruges, og hvad der sker med dem i deres affaldsstadie. For eksempel har vi for nyligt startet et samarbejde med Miljødynamikgruppen her på RUC, hvor vi ser på, hvad fysisk ældning betyder for, hvordan plastik nedbrydes i naturen," fortæller Kristine Niss.

Hun understreger, at projektet i høj grad også handler om at skabe ny viden i fællesskab – og at lade sig overraske.

"Jeg håber, der kommer en masse sjov fysik ud af det. Og forhåbentligt noget jeg slet ikke har forudset," siger hun.

Læs mere om forskningen og bevillingen på 13. mio. kroner fra Carlsbergfondet her.