Što je amorfna krutina?

Amorfna krutina je svaki materijal koji nema svoje molekule raspoređene u rešetku ili kristalnu strukturu. Amorfne krutine su relativno rijetke, čine samo 10 posto čvrstih tvari u svijetu. Najpoznatiji primjer amorfne krutine je staklo, a zapravo se te krutine ponekad općenito nazivaju staklima.
Tri agregatna stanja – kruto, tekuće i plinovito – javljaju se zbog različitih stupnjeva kretanja molekula koje čine tvari. Molekule i atomi u plinovima imaju širok raspon kretanja, šireći se jer su molekule međusobno slabo povezane. Tekućine imaju ograničeniji raspon kretanja, ali se njihove molekule i dalje slobodno kreću unutar tih granica, mijenjajući položaj. Ova sloboda je ono što tekućinama daje nedostatak trajnog oblika.

S druge strane, molekule u čvrstim tvarima povezane su bez stvarne slobode kretanja. Međutim, molekule se i dalje pomiču, oscilirajući u svojim vezama. Oscilirajuće kretanje je ono što omogućuje zagrijavanje krutih tvari. Što se molekule brže tresu u svojim vezama, objekt postaje topliji.

U kristalnim čvrstim tvarima, koje čine 90 posto čvrstih tvari u svijetu, molekule su vezane u uređenom uzorku. Ovaj naručeni uzorak se točno ponavlja kroz cijelu strukturu, stvarajući rešetku molekula. Suprotno tome, amorfna krutina može imati ponavljajući uzorak za male dijelove svog sastava, ali ne i za cijelu.

Amorfne krute tvari mogu biti prirodne ili umjetne. Pijesak koji udari munjom prirodno će uzrokovati stvaranje stakla na mjestu udara. Komercijalno staklo je, međutim, umjetno izrađeno, korištenjem procesa koji stvara iste uvjete kao i munja, ali u kontroliranom okruženju. Osim stakla, jedna od najčešće korištenih amorfnih čvrstih tvari je plastika. Plastika je napravljena od polimera, dugih nizova molekula namjerno povezanih zajedno.

Dodatno, amorfne krutine mogu se napraviti od kristalnih krutina. Na primjer, staklo je izrađeno od kvarcnog pijeska, kristalne krutine. Pijesak se zagrijava do ekstremnih temperatura, što ga učinkovito topi, a zatim se brzo hladi, odnosno prehlađeno, tako da se molekule nemaju vremena posložiti u rešetkasti oblik. Ovo prehlađenje rezultira molekularnim rasporedom stakla sličnim kao da je netko snimio tekućinu.

Budući da strukture amorfnih čvrstih tvari izgledaju slične tekućinama, ponekad se nazivaju prehlađenim tekućinama. Ova sličnost je i razlog zašto se razvio mit da je staklo zapravo tekućina koja se sporo kreće. Dodatno, za razliku od kristalne krutine, amorfna krutina se ne ukapljuje odmah kada je izložena toplini, već postaje sve mekša.