Aşağıda yazdığım konuyu daha önce vermiştim; yeni bir hatırlatma olsun:

Arkadaşlar bir çoğumuz camı katı olarak biliyoruz ama;

Bakın bilimadamları camı neden sıvı sınıfına sokuyor.
Sıvı olarak düşünülmesinin temel nedeni camların üretim aşamasında “donma” olarak adlandırdığımız faz değişimini yaşamaması.

Sıvılar bulundukları kabın şeklini alan maddelerdir. Katılar ise hangi kaba konulursa konulsun şeklini değiştirmezler. Bunu bilmeyenimiz yoktur.

Burada asıl olan zamandan hiç bahsedilmemesidir. yani; Gliserin ve bal gibi yavaş akan sıvıları düşünün. Oldukça kıvamlı bir baldan bir miktarını bir kaba koyduğunuzda, balın kaba düzgün yayılması bir kaç saat alabilir. Peki, çok daha kıvamlı bir maddenin akarak kabın şeklini alması için daha uzun bir süre beklemek gerekiyorsa, örneğin milyonlarca yıl gibi, bu durumda o maddeyi nasıl sınıflandıracağız?

Çoğunuz balın soğuduğunda daha kıvamlı hale gelerek daha yavaş aktığını gözlemlemişsinizdir. Camların da akışkanlıkları soğuduklarında azalır. Üretim aşamasında cama şekil verilirken bu özellik oldukça yararlıdır. Önce cam kolayca şekil verilebilecek kıvama gelinceye kadar ısıtılır, sonra da aldığı şekli koruması için soğutulur. Soğutma işlemi camın akışkanlığını önemli ölçüde azaltır, fakat tamamen durdurmaz.

Örneğin, balı çok soğutursanız belli bir sıcaklıkta kristalleşmeye, yani katı faza geçmeye başlar. Bu, suyun donarak buz haline geçmesiyle aynı olay. Bir sıvı bu şekilde katılaştıktan sonra da, tüm moleküller katı içinde sabit konuma geçtikleri için, akışkanlık tamamen durur. Buna karşın camlarda bu donma olayına hiç bir zaman rastlanmaz. Bu nedenle, üretim aşamasından oda sıcaklığına kadar soğutulan camların akışkanlığının oldukça azaldığı, ama hiç bir zaman sıfırlanmadığı iddia ediliyor. Yani bu yoruma göre, bir kaba konulan cam parçalarının milyarlarca yıl sonra, belki de çok daha uzun bir süre geçtikten sonra kaba düzgün yayılıp kabın şeklini alması beklenir. Bu tartışmanın pratikten çok, kuramsal boyutu olduğu sanırsam açık.

Peki cam neden donmaz? Donma olayının iki temel özelliği var. Birincisi hareketli moleküllerin artık hareket edemez duruma gelip yerlerinde sabit kalması, ikincisi de bu moleküllerin “kristal yapı” olarak adlandırdığımız düzen içinde yerlerini alması. Doğadaki hemen hemen her katı madde böyle bir kristal yapıya sahip. Donma, ortamda bulunan bir kristale diğer moleküllerin eklemlenmesi, böylece kristalin büyümesi sonucu gerçekleşiyor. Ama eğer sıvı molekülleri, üzerine düzgün eklenecekleri bir kristal çekirdeği bulamazlarsa donma gerçekleşmez. Bu olaya “aşırı soğuma” deniyor. Örneğin su -20°C’ye kadar aşırı soğutulabilir.
Cam da aşırı soğutulmuş bir sıvı.

Örneğin, kum, kireç ve karbonat eriyiğinden elde edilen camın normal donma sıcaklığı 800°C kadar, fakat karışım 500°C’ye kadar sıvı özelliğini kaybetmeden aşırı soğutulabiliyor. Bunun da temel nedeni eriyik içinde büyüme çekirdeği niteliğinde kristallerin oluşamaması, daha doğrusu bu tip çekirdeklerin oluşmasının ve büyümesinin uzun zaman alması. Yani, karışım uzun bir süre bu sıcaklıklarda bekletiliyor olsa, eninde sonunda kristalleşip katı faza geçer. Camlara işte bu sıcaklık aralığında şekil veriliyor.

Peki, bu tip aşırı soğutulan sıvıyı daha da soğutursanız ne olur. Su örneği için cevap basit. Suyun içinde herhangi bir yerde yeterli büyüklükte bir kristal oluştuğu anda, kristal çok hızlı bir şekilde büyür ve su bir saniye içinde tamamen buza dönüşür. Camlarda bu olamadığı için, daha da soğutulduklarında, moleküllerin komşularıyla kalıcı bağlar kurup sabit konumlara yerleştikleri gözlemleniyor. Fakat, moleküllerin yerleştikleri konumlar kristallerdeki gibi düzenli değil, tamamen rasgele. Bu yapılara amorf diyoruz. Oda sıcaklığındaki camlar, molekülleri hareket etmeyen, fakat düzenli de durmayan bir yapıya sahip.

__________________