Amorfe Stoffers struktur og dynamik.

Amorf/Krystallinsk struktur.
Almindeligvis kan et fast stof findes i to tilstande, som krystallinsk eller amorft. I en krystal sidder molekylerne i en regelmæssig struktur, hvor den lokale struktur, enhedscellen ,gentages perfekt over store afstande. Man siger der er fjernorden. I den amorfe tilstand er denne fjernorden forsvundet. Ordet "amorf" kommer fra græsk og betyder "uden struktur". Fra bl.a. Röntgenspredningseksperimenter ved man dog, at inden for nogle få molekylafstande af et givet molekyle er strukturen meget lig den krystallinske enhedscelle. Det er først over noget større afstande, at uordenen optræder.

Det viser sig, at mange stoffers egenskaber er afhængige af, om de findes på krystallinsk eller amorf form. For krystallinske stoffer er man ret langt i den teoretiske forståelse af deres egenskaber baseret på den krystallinske struktur. Teorien for amorfe stoffer er ikke nær så moden, hvilket på den anden siden gør dem interessante at forske i.

Underafkølede væsker
Amorfe stoffers struktur ligner væskers, og en almindelig måde at skabe dem på er faktisk ved underafkøling af væsketilstanden. Ved underafkøling bringes væsken ned under sit frysepunkt - hvor den egentlig burde krystallisere - uden nogen pludselige ændringer i volumen eller indre energi.

Den opfører sig stadig som en væske, men er i en metastabil tilstand, som i visse tilfælde spontant kan krystallisere mens den i andre tilfælde kan være stabil i årtusinder. Faktisk er der mange stoffer, hvor man slet ikke har set krystalformen.

Glastilstanden
Når temperaturen sænkes bliver væsker generelt mere tyktflydende, viskositeten øges. Tilsidst flyder væsken så langsomt, at vi mennesker slet ikke kan se den flyde, og derfor opfatter den som et fast stof. Denne gradvise overgang fra flydende til fast form er mest alment kendt for den smeltede blanding af sand (SiO2), soda (Na2CO3) og kalk (CaCO3), som ved afkøling bliver til almindeligt glas. Den udbredte anvendelse af glas til diverse brugsgenstande hidrører bl.a. fra, et det for glaspusteren er muligt at styre formbarheden nøje vha. temperaturen.

Herfra er navnet glas overtaget til at karakterisere ethvert stof som gennem den underafkølede væskefase gradvis bliver til et fast stof, og selve overgangen fra væske til glas (eller den modsatte vej) kaldes glasovergangen.

Glastemperaturen
Glastemperaturen, hvorved glasovergangen sker,er et relativt begreb, idet det afhænger af den eksperimentelle tidskala hvorpå man studerer glasovergangen. Er den karakteristiske tid for eksperimentet et kvarter, vil glastemperaturen være den temperatur, hvor viskositeten er 1 GPa s. Det sker for glycerol ved ca -90 grader Celsius. Er der derimod taler om ultrasoniske lydmålinger, som foregår på tidsskalaen 10 nanosekunder, vil glastemperaturen være væsentlig højere, for glycerol ca -20 grader Celsius.