For det blotte øje er glas spejlblankt, men på atomart niveau er strukturen af glas uordnet og uhyre kompleks.

Den opbygning har forskere fra Interdisciplinært Nanoscience Center, Inano, og Institut for Fysik og Astronomi ved Aarhus Universitet i samarbejde med en teorigruppe fra London for første gang nogensinde dokumenteret med selvsyn.

Indblikket lader sig gøre med et hjemmelavet ekstremt højt opløseligt scanning tunneling-mikroskop. Resultatet, som er publiceret i tidsskriftet Science, er væsentligt, da glas er et uordnet materiale, der ikke optræder i de tre gængse former enten som gas, væske eller i fast form.

Glas er altså stik modsat de såkaldte krystallinske velordnede materialer, som for eksempel metaller, hvor atomerne og den molekylære struktur er indrettet i en næsten perfekt orden.

På grund af de ordnede strukturer har det været let for forskerne at aflure metaller på atomart niveau. Men på grund af uordenen i glaslignende materialer er det vanskeligt for dem her at benytte kendte ellers kendte diffraktions- og mikroskopiteknikker.

Men det var altså, før Århus-forskerne formåede at tage billeder på nano-skala af et få atomer tyndt lag af cytosin-molekyler på en guldoverflade. Billederne afslører, at der skam er mønstre i glas eller tilfældige og kaotiske struktur.

Forskerne har indtil videre identificeret tre strukturer, der udgør byggestenene i glas. En femkantet ring, en sekskantet ring og en zig-zag-streng. Den bedre mikroskopiske beskrivelse kan gavne en lang række syntetiske stoffer med samme struktur som glas, eksempelvis plast, flamingo og skumgummi.

»Vi har vist, at man kan forstå den uordnede struktur ud fra nogle ganske få fundamentale molekylære ’legoklodser’. De systematiske studier af disse, samt den måde hvorpå de er sat sammen, muliggør en enorm simplificering af den teoretiske tilgang til og forståelse af uordnede materialer som for eksempel glas,« siger Centerleder for Inano, professor Flemming Besenbacher, i en pressemeddelelse.