物理学家打破了150岁的阶段行为规则 - 许多人认为是不可能的

在顶部的五相平衡与未对准棒（各向同性相）的气相（各向同性相），然后用杆指向相同的方向（向列液晶），随后用棒呈现在不同层（椎间目液晶），底部的两个固相。

埃因霍温科技大学研究人员发现了两种不同的两种不同阶段的两种物质。

冷冻水可以在熔化：液体，冰和天然气时同时占用三种形式。这一原则，这使得许多物质可以同时出现多达三个阶段，由GIBBS阶段规则解释了150年前。如今，埃因霍温技术大学的研究人员和巴黎 - 萨利大学正在蔑视这种经典理论，证明了五相均衡，许多学者认为不可能。这一新知识对与复杂混合物的行业产生了有用的见解，例如在生产蛋黄酱，油漆或液晶的生产中。研究人员在日志物理审查信中发表了结果。

当代热力学和物理化学的创始人是美国物理学家Josiah Willard Gibbs。在他衍生的1870年代中，阶段规则描述了不同阶段的最大数量，物质或物质的混合物可以同时呈现。对于纯物质，GIBBS相位规则最多可预测3个阶段。

复杂分子系统研究所Remco Tuinier教授：“当时，爱因斯坦称为Gibbs热力学，他真正信任的唯一理论。如果我们以水作为一个例子，则有一个点，具有特定的温度和压力，在那里随着天然气，液体和冰同时发生水。所谓的三重点。“助理教授Mark Vis，从与Tuinier相同的研究小组，补充说：“这个经典的吉布斯阶段规则是坚实的岩石，从未被藐视。”

形状很重要

根据该阶段规则，研究人员研究的混合物在同一时间也将在一个特定点处表现出最多三个阶段。但是，Tuinier和他的同事现在表明，在这种混合物中，存在一系列整个情况，其中四个阶段同时存在。甚至有一个有一个共存阶段的一点。据吉布斯称，两个太多了。在该特异性一点，也称为五相平衡，气相，两个液晶相和两个与“普通”晶体的固相同时存在。从未见过以前。“这是着名的吉布斯统治第一次已经被破坏了，”历史热情地说。

CRUX在混合物中颗粒的形状。吉布斯没有考虑这一点，但埃因霍温科学家现在表明，正是颗粒的特定长度和直径起到了重要作用。TUINIER：“除了高温和压力的已知变量之外，您还可以获得两种额外的变量：颗粒的长度与其直径相对于溶液中的其他颗粒的直径，颗粒的直径。”

排名棒

在其理论模型中，研究人员在背景溶剂中的两种物质的混合物中使用：杆和聚合物。这也称为胶体系统，其中颗粒是固体，介质是液体。因为粒子不能占据完全相同的空间，所以它们彼此相互作用。“这也被称为排除的体积效果;它导致杆想要坐在一起。它们是由聚合物链彼此推向的。通过这种方式，您可以在主要包含棒的混合物中获得一个地区，以及富含聚合物的区域，“Tuinier解释说。

他继续：“杆子然后沉到底部，因为它们通常更重。这是隔离，创造阶段的开始。“主要含有杆的下部最终会变得如此拥挤，杆会互相干扰。然后他们占据优先位置，以便他们彼此不那么少。

用杆，它看起来像是彼此相邻的整洁的布局。最终获得五个不同的阶段，在顶部（各向同性相位）的杆上有五个不同的阶段，气相，液相用杆指向相同的方向（向列液晶），液相用棒呈现在不同的层（旁观液晶），底部的两个固相。

蛋黄酱和监视器

vis：“我们的研究有助于了解这种阶段转型的基本知识，并有助于在这种转变发生时更准确地理解和预测。”这在许多领域都很有用。想想在工业反应器中泵送复合混合物，使得复杂的产品如胶体混合物，如蛋黄酱和油漆，或在道路上的汽车窗户和黑色冰上形成的冰。

即使在监视器中的液晶中，这些过程也发挥作用。“大多数行业选择使用单相系统，没有隔离。但是，如果清楚地描述了确切的转换，那么行业实际上可以使用这些不同的阶段而不是避免它们，“Vis说。

机会

研究人员达到了三个以上阶段的均衡或多或少的几率。当模拟和编程板状颗粒和聚合物时，博士生奥尼尔集团的博士和文森特·彼得队的佩斯拉和文森特彼得斯达到了四相均衡。TUINIER：“Álvaro有一天来找我，问我出了什么问题。因为四个阶段不能对。“

然后研究人员尝试了多种形状，例如立方体和杆。TUINIER：“用杆，大多数阶段都有可能，我们甚至发现了五相均衡。这也意味着甚至更复杂的均衡是可能的，只要你在足够长的时间内进行复杂的不同粒子形状。“

参考：“藐视吉布斯阶段规则：胶体聚合物混合物中熵驱动的Quintuple点的证据“通过V.F.D. Peters，M. Vis，á。GonzálezGarcía，H.H.Wensink和R. Tuinier，2020年9月18日，物理评论信.DOI：
10.1103 / physrevlett.125.127803

该研究已经在Eindhoven of技术大学进行了化学工程和化学系，以及复杂的分子系统研究所，并在巴黎 - 萨利大学。