法国物理学家德热纳的成就贡献:出版《液晶物理学》
所谓软物质,指的是一类复杂流体,包括泡沫、胶体、膜、液晶、聚合物、颗粒物质和生命体系等。 这样的物质其实人们天天都能够见到,如饮料、墨水、洗涤液、橡胶、乳液、药品和化妆品等。
法国物理学家德热纳从1968年开始研究软物质,1974年出版《液晶物理学》。 他发现液晶等软物质是介于有序和无序之间状态的一种物质。 晶体是处于有序状态的物质,它的原子或离子都在相对固定的位置上有序排列;液体是处于无序状态的物质,它的原子或离子做无规则的运动。 而液晶则在某一方向上排列有序,另一方向上则无序,处于有序和无序之间的中间状态。
经过深入研究,德热纳给出了软物质的一个重要特征:弱力引起大变化。 想象一下这样的画面:在一个容器中,有可以自由运动的一个大球和很多小球,后者就是一种软物质。 最初,大球、小球都在不停地做随机运动,小球从各个方向撞击着大球,每一时刻,在不同方向上撞击的次数一般来说是不一样的,大球因受力的不同而向某个方向运动。 然而,当大球碰到了容器壁的时候,靠着容器的一边不会有东西撞它了,所有的撞击都来自另一边。 于是这些撞击就迫使它靠在容器的边缘上了。 可以看到,在软物质体系中,受到的力不大,但熵的变化很大,软物质可称作是由熵操纵的物质。 在熵“力”的作用下,软物质体系呈现出一些奇特的行为,比如原本混乱的微观体系会变得井然有序。 复杂的蛋白质分子会自行折叠成特殊的结构,便是一例。 1991年,德热纳因在软物质方面的一系列卓越的研究工作获得诺贝尔物理学奖。