Как уже отмечалось, аморфные тела по макроскопическим признакам - упругости, твердости, теплоемкости и другим - относятся к твердым, но резко отличаются от кристаллов отсутствием правильной решетки. Различие в строении кристаллических и аморфных веществ определяет и различие в их свойствах. Так, аморфные вещества, обладая большим запасом свободной энергии, химически более активны, чем кристаллические вещества такого же состава.

В этом смысле это были слова Фрейра: Каждый бразилец, даже цель, со светлыми волосами, вносит душу, если не в душу и в тело, тень или, по крайней мере, пинту, индийца и негра. В нежности, в чрезмерном пантомиме, в католицизме, в котором наши чувства в восторге, в музыке, в ходьбе, в речи, в колыбельной, маленьком мальчике, во всем, что является искренним выражением жизни, мы приносим почти все следы черного влияния. Чтобы понять достоинства этого величественного изучения тропиков, необходимо соблюдать контекст, предшествовавший публикации.

Они гарантируют, что результат композиции того, что они считают ленивым индейцем, низшим негром и невежественным португальцем, не может отличаться от создания мягких, медленных, неразвитых людей, неспособных преодолеть невзгоды и построить энергичную нацию. Они изображали несчастную Бразилию, предназначенную для недоразвитости и неудачи.

По структуре тела в аморфном состоянии эквивалентны жидкостям: в аморфных телах отсутствует дальний порядок в расположении атомов, в отсутствие внешних воздействий они изотропны. Однако характер тепловых колебаний атомов в аморфных телах близок к характеру движения атомов в кристаллах, в то время как в жидкостях наряду с колебаниями наблюдается и хаотическое поступательное перемещение. Аморфный кремний по своему поведению гораздо больше похож на кристаллический полупроводник, чем на жидкий металл.

Один из основателей Школы Ресифи и соотечественника Тобиаса Баррето, сергипано сказал: Позор для науки Бразилии - это то, что мы не посвятили ничто из нашей работы изучению африканских языков и религий. Когда мы видим, что люди, такие как Блик, прибегают в течение десятков тысяч лет в центрах Африки только для изучения языка и сбора некоторых мифов, у нас есть материал дома, что у нас есть Африка на наших кухнях, таких как Америка в наших джунглей и Европы в наших залах, в этом смысле мы ничего не создали!

Как и португальцы застопорились два века в Индии, и ничего там они не обнаружили необычайно для науки, оставляя англичанам славу откровения санскрита и брахманических книг, поэтому мы собираемся оставить легко умирающих наших чернокожих Берега как бесполезные, и мы уйдем для других - изучение так много африканских диалектов, которые говорят в наших кварталах!

Физические, химические и металлические свойства аморфных тел определяются как их химическим составом, так и структурой – взаимным расположением атомов и молекул в ближайшем окружении.

Аморфные твердые тела по многим своим свойствам и главным образом по микроструктуре обычно рассматривают как сильно переохлажденные жидкости с очень высоким коэффициентом вязкости.

Негр - это не только экономическая машина, он, прежде всего, объект науки. И вот он добавил: Колония в начале столетия своей независимости была аморфным телом, всего лишь вегетативной жизнью, оставаясь лишь слабыми связями языка и поклонения. Безымянное население, израсходованное паразитами, малярией и сифилисом, касающееся двух или трех квадратных километров каждому человеку, без какой-либо или небольшой привязанности к питательной почве; бедной стране, без помощи человека, или разрушенной поспешной, бурной и некомпетентной эксплуатацией своего минерального богатства; ограниченная сельскохозяйственная и пасторальная культура.

С энергетической точки зрения различие между кристаллическими и аморфными твердыми телами хорошо прослеживаются в процессе отвердевания и плавления. Кристаллические тела имеют точку плавления Т пл (рис.9.3) – температуру, когда вещество устойчиво существует в двух фазах – твердой и жидкой (рис.9.3).


Рисунок 9.3

Переход молекулы твердого тела в жидкость означает, что она приобретает дополнительно три степени свободы поступательного движения. Таким образом, единица массы вещества при Т пл в жидкой фазе имеет бỏльшую внутреннюю энергию, чем такая же масса в твердой фазе. Кроме того, меняется расстояние между частицами.

Бразилия, по сути, не прогрессирует: она живет и растет, как больной ребенок растет, в медленном развитии плохо организованного органа. Интеллектуальная культура не существует или претендует на существование в полулетниках, более опасных, чем чума. Однако преобладает национальный порок: недостаток имитации. Все это подражание, из политической структуры, в которой мы стремимся закрыть и сжать самые глубокие тенденции нашей социальной природы, фальсификацию спонтанных проявлений нашего творческого гения.

Другие писания также выявили стремление к очевидным научным критериям попытаться доказать неполноценность черной расы. Так пришла работа африканцев в Бразилии. В сочетании с большим национальным интересом, текст считается на сегодняшний день одним из великих исследований влияния чернокожих на формирование бразильского народа.

У аморфных тел теплота плавления отсутствует (кривая 2 на рис 9.3). Нагревание приводит к постепенному увеличению скорости теплового движения и уменьшению вязкости. На графике процесса имеется точка перегиба, которую условно называют температурой размягчения. При дальнейшем повышении температуры аморфные вещества постепенно все больше размягчаются и выше температуры стеклования (T ст ) переходят в жидкое состояние.

В своих исследованиях Нина Родригес распространила мысль о том, что самым большим несчастьем в Бразилии было ошибочное расследование рас, которое ослабило людей, сделав их слабыми. Он считал, что черный является более низким видом, с генетическими склонностями к преступности, и что участие этого как этнического элемента Бразилии гарантировало нам крайний недостаток по сравнению с другими странами. Не удовлетворенный, он также привел пример Соединенных Штатов, где, хотя были и чернокожие, ошибочное отношение не только обескуражило, но и контролировалось государством.

Все аморфные тела изотропны – их физические свойства одинаковы по всем направлениям. В телах, находящихся в аморфном состоянии, нельзя обнаружить даже очень малые области, внутри которых наблюдалась бы зависимость физических свойств от направления. Тепловые, электрические и оптические свойства аморфных тел оказываются совершенно не зависящими от направления.

Он добавил: Если мы знаем черных или цветных людей с несомненным уважением, это признание не должно быть затруднено признанием этой истины, которое до сих пор негры не могли бы представлять себя как цивилизованные народы. И, наконец, он заключил: «Для Бразилии важно определить, насколько неполноценность возникает из-за трудности цивилизации со стороны черного населения». Несмотря на предвзятое и дискриминационное содержание книги, престиж автора можно почувствовать и сегодня, поскольку его работа была недавно переиздана, и его имя дает право на больницу, музей, юридический медицинский институт и даже город в Мараньао, в том числе учреждения.

Приведем следующий пример. В аморфном состоянии могут находиться и такие вещества, которые обычно имеют кристаллическое строение. Так, например, кристалл кварца, если его расплавить (это происходит при температуре 1700 о С), при охлаждении образует так называемый плавленый кварц, имеющий меньшую плотность, чем кристаллический, и обладающий свойствами, совершенно одинаковыми по всем направлениям, притом сильно отличающимися от свойств кристаллического кварца. У кристаллического кварца коэффициенты линейного расширения для двух взаимно перпендикулярных направлений равны 1,3∙10 -5 и 8∙10 -6 К -1 , а у плавленого кварца коэффициент линейного расширения для всех направлений один и тот же: 4∙10 -7 К -1 .

Он подчеркнул: С биологической точки зрения иностранец, даже натурализованный, всегда является организмом в кризис адаптации. Однако его организм не всегда обладает адаптивной пластичностью, которая отражается в вариациях показателей заболеваемости, смертности, долголетия каждого человека, каждой расы, каждой этнической принадлежности. И он продолжал: Они, однако, приходят к нам, цивилизованным или полукарбарианским, несущими странные обычаи, обычаи, традиции, фольклорные формы всех видов; короче говоря, новые формы цивилизации, которые в конфликте друг с другом или с нашими, заменяя, перекрывая или взаимодифференцируя, глубоко изменяют традиционные слои нашего культурного отложения.

Теплопроводности кристаллического кварца для тех же направлений разнятся почти в два раза, в то время как у плавленого кварца теплопроводность для всех направлений одна и та же, причем он в двадцать раз меньше наименьших теплопроводностей кристаллического кварца. Различие в теплопроводности аморфного и кристаллического кварца при низких температурах становится еще более значительным.

И именно в этом контексте была подтверждена посредственность народа, незыблемость институтов и слабость социальных отношений, которые возник Гилберто Фрейр, с смелостью восприятия, которая сделала его практически переименованием в Бразилию. Аморфное твердое состояние, а не кристаллическое, вызывает повышенный интерес во многих областях. Его формирование может быть случайным, вредным или преднамеренным. В аптеке он повышает растворимость слаборастворимых соединений или стабилизирует хрупкие макромолекулы, но его трудно контролировать из-за его нестабильности, он также имеет свои собственные трудности в физической характеристике и учитывает достижения последние разработки в области структуры, термодинамики и молекулярной мобильности.

Электрические и механические свойства аморфных веществ ближе к таковым для монокристаллов, чем для поликристаллов из-за отсутствия резких и сильно загрязнённых примесями межкристаллических границ с зачастую абсолютно другим химическим составом.

Прочность аморфных веществ, как правило, ниже прочности кристаллических, поэтому для получения материалов повышенной прочности специально проводят кристаллизацию стекол, например при получении ситаллов и шлакоситаллов, стеклокремнезита.

Аморфные и стекловидные состояния молекулярных и фармацевтических соединений: общие свойства. Аморфное твердое состояние, а не кристаллическое, является предметом растущего интереса во многих областях. Его образование может быть случайным и вредным. Чтобы повысить растворимость слаборастворимых соединений или стабилизировать хрупкие макромолекулы. Аморфное состояние твердых веществ трудно освоить из-за присущей ему нестабильности. Он также представляет уникальные проблемы для физической характеристики.

Большинство лекарств продаются в твердой форме, будь то таблетки, капсулы или порошки. Твердые вещества могут быть кристаллическими или аморфными. Кристаллические твердые тела характеризуются периодической структурной организацией молекул. Это очень стабильные формы, в общем, со специфическими физическими свойствами. По этим причинам они уже давно являются единственными развитыми формами. Аморфные твердые тела, с другой стороны, не имеют дальнего порядка молекул и, хотя и жесткие, структурно аналогичны жидкости.

Атомы или молекулы аморфных тел, подобно молекулам жидкости, имеют определённое время “оседлой жизни” - время колебаний около положения равновесия. Но в отличие от жидкостей это время у них весьма велико. В этом отношении аморфные тела близки к кристаллическим, так как перескоки атомов из одного положения равновесия в другое происходят редко.

Хотя их химические свойства одинаковы, эти две физические формы одного и того же фармацевтического соединения значительно отличаются по своим физико-химическим свойствам. Это различие оказывает решающее влияние на биофармацевтические характеристики, включая растворение в воде, а также стабильность во время хранения. Осознание важности аморфных материалов в фармацевтической области является довольно недавним и вызывает повышенный интерес. Создание аморфного фармацевтического материала может оказать негативное воздействие, но также предлагает новые возможности для развития.

При внешних воздействиях аморфные вещества обнаруживают одновременно упругие свойства, подобно кристаллическим твердым веществам, и текучесть, подобно жидкости, поэтому моделируются в механике сплошных сред как вязкоупругие среды. Так, при кратковременных воздействиях (ударах) они ведут себя как твёрдые вещества и при сильном ударе раскалываются на куски. Но при очень продолжительном воздействии (например, растяжении) аморфные вещества текут.

Например, биомолекулы почти неизбежно формулируются в стекловидных матрицах. Во время составления кристаллических материалов образование аморфных твердых частиц может происходить случайно, чего следует избегать по нескольким причинам. Более низкая физическая и химическая стабильность; их сильная чувствительность к истории, которую они проходят во время обучения и хранения, что приводит к нерегулярному качеству продукции; их собственная аналитическая сложность; химическая кинетика в более быстром твердом состоянии; усиленные поверхностные эффекты, проблемы окисления воздухом, гигроскопичность, адсорбция на эксципиенте, а также в производстве смесей. Аморфные фармацевтические твердые вещества также могут обладать гораздо лучшими биофармацевтическими свойствами и затем быть преднамеренно приготовлены.

Аморфное состояние вещества, вообще говоря, - неустойчивое состояние. По прошествии некоторого времени аморфное вещество переходит в кристаллическое . При таком переходе меняются объем, теплосодержание, а также механические, электрические и другие свойства вещества. Нередко, однако, время перехода бывает весьма значительным и измеряется годами и десятилетиями.

Есть две ситуации, когда это особенно полезно. Стабилизация хрупких молекул: для белковых и вакцинных композиций лучшая физическая и химическая стабильность достигается путем тщательного смешивания белков с молекулами молекулярно-криопротекции при условии, что криопротекторы остаются в аморфной форме. Определение характера этой защитной матрицы и ее физических характеристик имеет решающее значение, поскольку оно обеспечивает структурную иммобилизацию хрупких молекул и может взаимодействовать с ними; препарат слаборастворимых соединений: чтобы быть эффективным, активное вещество должно проходить в кровоток пациента при достаточно высоких концентрациях и довольно быстро. Предпосылкой является его растворение в водных биологических жидкостях в месте абсорбции. Однако многие из новых терапевтических молекул недостаточно растворяются при кристаллизации. Аморфная композиция является одним из наиболее эффективных средств для улучшения свойств растворимости. Затем необходимо тщательно контролировать историю образцов и манипулировать физической стабильностью твердого аморфного состояния, что требует реализации стратегий, разработанных в процессе производства. В этой статье мы обсудим физические свойства аморфных и стекол, которые могут быть полезны для их фармацевтического применения, имея в виду недавние фундаментальные достижения в этой области.

По некоторым свойствам ряд аморфных металлов значительно отличаются от кристаллических того же состава. В частности, некоторые из них отличаются высокой прочностью и вязкостью, коррозионной стойкостью, высокой магнитной проницаемостью.

Аморфные металлы (металлические стёкла) - класс металлических твердых тел с аморфной структурой, характеризующейся отсутствием дальнего порядка и наличием ближнего порядка в расположении атомов. В отличие от металлов с кристаллической структурой, аморфные металлы характеризуются фазовой однородностью, их атомная структура аналогична атомной структуре переохлаждённых расплавов.

Основные изложенные соображения необходимы для. Хороший контроль процессов приготовления фармацевтических твердых веществ, следует ли избегать или производить аморфные формы. Многие из материалов, представляющих интерес в приложении, имеют неопределенные отклонения от идеальных свойств кристаллических твердых тел. В некоторых из них нативный беспорядок, характеризующийся наличием пункционных дефектов, присутствующих в балансовых концентрациях, сопровождается обширными дефектами, такими как дислокации, дефекты упаковки, края зерен и осадки разных фаз.

Ряд металлических стёкол отличается очень высокой прочностью и твёрдостью. В аморфных сплавах на основе элементов подгруппы железа (Fe, Co, Ni) твёрдость может превышать 1000 ГН/м 2 , прочность - 4 ГН/м 2 . Вместе с этим металлические стёкла обладают очень высокой вязкостью разрушения: например, энергия разрыва Fe 80 P 13 C 7 составляет 110 кДж/м 2 , тогда как для стали X-200 значение этого параметра 17 кДж/м 2 .

Сопротивление аморфных металлов составляет, как правило, около 100-300 мкОм·см, что значительно выше сопротивления кристаллических металлов. Кроме того, сопротивление разных металлических стёкол в определённых температурных диапазонах характеризуется слабой зависимостью от температуры, а иногда даже убывает с увеличением температуры.

К аморфным (стеклообразным) полупроводникам относятся селениды, теллуриды, сульфиды элементов V группы периодической системы, образующие соединения с аморфной структурой: Sb 2 Te 3 , As 2 S 3 , As 2 Se3, As 2 Se 5 . Для них характерен ближний порядок и зонная теория не применима. Свойства можно объяснить на основе теории валентной связи. Их проводимость мало зависит от примесей, а зависит от размеров атомов, образующих соединения. С уменьшением радиуса атома полупроводниковые свойства переходят в диэлектрические.

Применение аморфных веществ. В аморфном состоянии могут находиться диэлектрики, полупроводники и металлы, одно-, двух- и многокомпонентные, пластические массы и высокомолекулярные соединения. Аморфные материалы широко применяются в различных отраслях техники и быту. Тонкие аморфные пленки являются основой современной полупроводниковой техники и солнечных батарей для прямого превращения солнечной энергии в электроэнергию, нет необходимости доказывать многообразную необходимость неметаллических стекол самого различного назначения - от строительного до волоконно-оптического. Металлические стекла обладают некоторыми уникальными свойствами в отношении магнитной проницаемости, коррозионной стойкости, прочности и пластичности.

Контрольные вопросы

1. Поясните разницу в структурах кристаллических и аморфных тел.

2. Каков процесс образования аморфного состояния?

3. Как отличается внутренняя энергия кристаллических и твердых тел, и к какому явлению это приводит?

4. Каковы основные отличия свойств аморфных тел от кристаллических?

5. Имеют ли аморфные вещества температуру плавления?

6. В чем заключается свойство изотропии аморфных веществ? Поясните на примере кристаллического кварца и кварцевого стекла.

7. Как отличается прочность аморфных и кристаллических тел?

8. Каковы свойства аморфных металлов?

9. Приведите примеры применения аморфных веществ.

ἀ «не-» и μορφή «вид, форма») - конденсированное состояние вещества, атомная структура которых имеет ближний порядок и не имеет дальнего порядка , характерного для кристаллических структур . В отличие от кристаллов , стабильно-аморфные вещества не затвердевают с образованием кристаллических граней, и, (если не были под сильнейшим анизотропным воздействием - сжатием или электрическим полем , например) обладают изотропией свойств, то есть не обнаруживают различных свойств в разных направлениях. Аморфные вещества не имеют определённой точки плавления : при повышении температуры стабильно-аморфные вещества постепенно размягчаются и выше температуры стеклования (T g) переходят в жидкое состояние . Вещества, обычно имеющие (поли-)кристаллическую структуру , но сильно переохлаждённые при затвердевании, могут затвердевать в аморфном состоянии, которое при последующем нагреве или с течением времени кристаллизуется (в твёрдом состоянии с небольшим выделением тепла).

Аморфное состояние многих веществ получается при высокой скорости затвердевания (остывания) жидкого расплава, или при конденсации паров на охлаждённую заметно ниже температуры плавления поверхность-подложку . Соотношение реальной скорости охлаждения (dT/dt) и характеристической скорости кристаллизации определяет долю поликристаллов в аморфном объёме. Скорость кристаллизации - параметр вещества, слабо зависящий от давления и от температуры (около точки плавления - сильно), и сильно зависящий от сложности состава. У металлов и сплавов аморфное состояние формируется, как правило, если расплав охлаждается за время порядка долей-десятков миллисекунд; для стёкол достаточно намного меньшей скорости охлаждения - сотни и тысячи лет. Кварц (SiO 2) также имеет низкую скорость кристаллизации, поэтому отлитые из него изделия получаются аморфными. Однако природный кварц, имевший сотни и тысячи лет для кристаллизации при остывании земной коры или глубинных слоёв вулканов, имеет крупнокристаллическое строение, в отличие от вулканического стекла, застывшего на поверхности и поэтому аморфного.

Электрические и механические свойства аморфных веществ ближе к таковым для монокристаллов, чем для поликристаллов из-за отсутствия резких и сильно загрязнённых примесями межкристаллических границ с зачастую абсолютно другим химическим составом. Немеханические свойства полуаморфных состояний обычно являются промежуточными между аморфными и кристаллическими и изотропны .

При внешних воздействиях аморфные вещества обнаруживают одновременно упругие аморфные металлы , аморфные неметаллы и аморфные полупроводники.