ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------

Nguyễn Hoàng Mạnh Vƣợng

NGHIÊN CỨU VI CẤU TRÚC VÀ ĐẶC TRƢNG ĐỘNG HỌC
CỦA HỆ NATRI SILICAT

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội - Năm 2019


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------

Nguyễn Hoàng Mạnh Vƣợng

NGHIÊN CỨU VI CẤU TRÚC VÀ ĐẶC TRƢNG ĐỘNG HỌC
CỦA HỆ NATRI SILICAT
Chuyên ngành: Vật lí lí thuyết và vật lí toán
Mã số: 8440130.01

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. Nguyễn Thị Thanh Hà
GS.TS. Nguyễn Quang Báu

Hà Nội - Năm 2019

khăn để hoàn thành luận văn.
Hà Nội, ngày 11 tháng 6 năm 2019

Nguyễn Hoàng Mạnh Vƣợng

2


MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VÀ KÍ HIỆU ............................................ 4
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU ..................................................................... 5
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ ..................................................... 6
MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 8
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ HỆ VẬT LIỆU SILICA VÀ SILICAT ..... 11
1.1 Tổng quan vật liệu silica SiO2............................................................... 12
1.1.1 Cấu trúc .......................................................................................... 12
1.1.2 Động học ........................................................................................ 14
1.2 Tổng quan vật liệu silicat ...................................................................... 16
1.2.1 Hệ silicat ba nguyên ....................................................................... 16
1.2.2 Hệ natri silicat ................................................................................ 22
CHƢƠNG 2. PHƢƠNG PHÁP TÍNH TOÁN ............................................... 25
2.1 Phƣơng pháp động lực học phân tử ...................................................... 25
2.2 Dựng mẫu .............................................................................................. 27
2.2.1 Mô hình natri silicat 3000 nguyên tử ............................................. 27
2.2.2 Mô hình natri silicat 7995 nguyên tử ............................................. 28
2.3 Các phƣơng pháp tính cấu trúc ............................................................. 29
2.3.1 Simplex........................................................................................... 29
2.3.2 Hàm tính phân bố đám Flk(r,t) ........................................................ 30
2.3.3 Hàm phân bố xuyên tâm ................................................................ 31
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ ................................................................................. 33

CSC

Cluster cation simplex

DOP

Mức độ polyme hóa

ĐVPT

Đơn vị phối trí

FG

Feuston-Garofalini

MAS

Quay mẫu theo góc kì diệu

MD

Động học phân tử

NBO

Nguyên tử ôxy không cầu

NMR


μTV

Thế hóa học, nhiệt độ, thể tích

4


DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Trang
Bảng 1.1 Tỉ phần của các loại ôxy trong hệ PbO.SiO2 khi áp suất

21

thay đổi.
Bảng 2.1 Các tham số của hàm thế đƣợc sử dụng trong mô phỏng

28

natiri silicat.
Bảng 3.1 Đặc trƣng cấu trúc của chất lỏng Na2O.SiO2 ở các áp suất

35

khác nhau: rlk là vị trí của đỉnh đầu tiên của HPBXT, glk
là đỉnh đầu tiên của HPBXT.
Bảng 3.2 Đặc trƣng của simplex. O, S, B và N là ôxy, silic, ôxy

42

cầu (BO), ôxy không cầu (NBO), tƣơng ứng.

Na2O.SiO2 ở nhiệt độ 3500 K và áp suất 0 GPa.
Hình 3.2

Hàm PBXT của các cặp Si-Na, O-Na, Na-Na của

34

Na2O.SiO2 ở nhiệt độ 3500 K và áp suất 0 GPa.
Hình 3.3

Sự phân bố của các ĐVPT SiOx (x = 4, 5, 6) trong

36

Na2O.SiO2 lỏng khi áp suất thay đổi
Hình 3.4

Ảnh hƣởng của áp suất đến số phối trí trung bình z NaO

37

và z ONa .
Hình 3.5

Sự phân bố của các ĐVPT OSi2 và OSi3 trong

38

Na2O.SiO3 lỏng khi áp suất thay đổi.
Hình 3.6

Phân bố số natri trong CLSi, CLBO và CLNBO.

6

45


Hình 3.11

Độ dịch chuyển bình phƣơng trung bình <r(t)2> theo

46

thời gian.
Hình 3.12

Hàm tính phân bố đám cho các tập hợp nguyên tử ngẫu

48

nhiên, các nguyên tử bất động và di động (Si, O).
Hình 3.13

Sự phụ thuộc thời gian của số lƣợng nguyên tử natri
cho SMA, SIMA và SRA.

7

49




+ Nghiên cứu sự không đồng nhất về cấu trúc và động học trong hệ natri
silicat lỏng bao gồm 7995 nguyên tử.
3. Phƣơng pháp nghiên cứu
Luận văn sử dụng phƣơng pháp mô phỏng động lực học phân tử, và các
phƣơng pháp phân tích vi cấu trúc để xây dựng, tính toán các đặc trƣng về cấu
trúc và một số tính chất vật lý của mô hình vật liệu.
4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Kết quả của luận văn này cung cấp thêm nhiều thông tin chi tiết về ảnh
hƣởng của áp suất đến đặc trƣng cấu trúc vi mô hệ natri silicat và nguồn gốc
của cấu trúc không đồng nhất và động học không đồng nhất trong chất lỏng
natri silicat.
5. Những đóng góp mới của luận văn
- Ảnh hƣởng của áp suất đến các đặc trƣng về cấu trúc và động học của
hệ natri silicat đƣợc làm rõ.
- Chứng minh sự tồn tại động học không đồng nhất và cấu trúc không
đồng nhất trong hệ natri silicat lỏng. Nguyên nhân của sự không đồng nhất về
cấu trúc và động học trong chất lỏng natri silicat đƣợc chỉ ra một cách tƣờng
minh.
6. Cấu trúc của luận văn
Cấu trúc luận văn gồm 3 chƣơng, ngoài phần mở đầu, kết luận và tài
liệu tham khảo:
Chƣơng 1 trình bày tổng quan về các nghiên cứu cấu trúc và động học
của hệ vật liệu silica, silicat và natri silicat đã đƣợc thực hiện bằng cả thực
nghiệm, lý thuyết và mô phỏng. Đây đƣợc coi là những kiến thức cở sở cho
các nghiên cứu sẽ đƣợc trình bày cụ thể trong các chƣơng sau.
Chƣơng 2 trình bày phƣơng pháp nghiên cứu động lực học phân tử phƣơng pháp dùng để xây dựng mẫu mô phỏng. Thế tƣơng tác xây dựng mô

9

cái làm cho chúng trở thành một nguyên liệu có giá trị cho nhiều quá trình
công nghiệp và sản xuất.
Chính vì ứng dựng to lớn của vật liệu silica trong các lĩnh vực kĩ thuật
cũng nhƣ đời sống, nên để ngày càng tối ƣu hóa các quá trình công nghệ chế
tạo vật liệu mới thì các đặc trƣng của chúng vẫn không ngừng đƣợc nghiên
cứu bằng cả thực nghiệm lẫn mô phỏng. Trong đó các đặc trƣng về vi cấu trúc
và động học đang là vấn đề nóng bỏng mang tính thời sự, nhận đƣợc nhiều sự
chú ý của các nhà nghiên cứu trên thế giới. Trong chƣơng này, chúng tôi sẽ
trình bày tóm tắt các kết quả nghiên cứu đã đƣợc công bố về cấu trúc cũng
nhƣ ảnh hƣởng của áp suất lên cấu trúc và một số tính chất của SiO2 và một
số ôxít khác cũng có cấu trúc tƣơng tự SiO2.

11


1.1 Tổng quan vật liệu silica SiO2
1.1.1 Cấu trúc
Silic điôxít (SiO2) là vật liệu tạo thành từ silic và ôxy, hai trong số
những nguyên tố phổ biến nhất trên hành tinh. Do những đặc trƣng về cấu
trúc và động học nên SiO2 là một thành phần không thể thay thế trong nhiều
ngành công nghệ ứng dụng cao, ví dụ đúc chính xác, cáp quang và nguyên
liệu cho chip máy tính.
Các nghiên cứu về cấu trúc của SiO2 cho thấy đây là vật liệu đa thù
hình (tồn tại nhiều trạng thái khác nhau trong cùng một vật liệu, các trạng thái
này có cùng thành phần hóa học nhƣng khác nhau về cấu trúc địa phƣơng và
mật độ). Một số dạng thù hình tiêu biểu của SiO2 bao gồm: quartz (thạch
anh), tridymite, cristobalite, v.v… Nhờ đặc tính bền vững ở điều kiện môi
trƣờng nên quartz là thù hình phổ biến nhất của SiO2 trong tự nhiên. Quartz
đƣợc chia làm hai loại là α-quartz và β-quartz. Trong đó, α-quartz là pha ở
nhiệt độ thấp và β-quartz là pha ở nhiệt độ cao (573°C). Tƣơng tự cho αtridymite, β-tridymite, α-cristobalite và β-cristobalite. Tăng nhiệt độ lên

[2] lớn hơn trong nghiên cứu [1], nhƣng giá trị này lại giống với kết quả của
mô phỏng trong nghiên cứu [3] tại gần điểm nóng chảy 1710°C.
Dƣới ảnh hƣởng của áp suất, mạng Si-O có nhiều sự biến đổi đáng chú
ý. Cụ thể, trong điều kiện áp suất nhỏ hơn 10 GPa, cấu trúc mạng dƣờng nhƣ
vẫn chƣa thay đổi. Sự thay đổi chỉ bắt đầu khi áp suất của hệ lớn hơn 10 GPa,
khi áp suất tăng đến 25 GPa, trật tự tầm gần của SiO2 đã có sự thay đổi. Số
phối trí của các nguyên tử Si tăng từ 4 đến 6 và nếu tiếp tục tăng áp suất lên
khoảng 40  45 GPa thì các nguyên tử Si chỉ có số phối trí là 6 và trạng thái
này đƣợc duy trì tới áp suất 100 GPa. Cấu trúc mạng bắt đầu có sự thay đổi
đáng kể bắt đầu ở áp suất 12 GPa. Số phối trí của Si có giá trị từ 4 đến 6 với tỉ
phần của 6 nhỏ hơn 10% trong khoảng 12  22 GPa. Tỉ phần số phối trí bằng

13


4 sẽ giảm dần theo áp suất. Tại giá trị 22 GPa, SiO4 chỉ chiếm 20% và giảm
xuống gần 0% tại 64 GPa. Ngƣợc lại, tỉ phần của số phối trí 5 và 6 sẽ tăng dần
theo áp suất. Bên cạnh sự thay đổi về số phối trí là sự thay đổi về khoảng cách
liên kết Si-O. Bằng thực nghiệm [4], khoảng cách liên kết trung bình Si-O
đƣợc xác định giảm từ 1.64 Å còn 1.61 Å khi áp suất tăng đến 12 GPa. Nếu
tiếp tục tăng áp suất, khoảng cách liên kết Si-O sẽ tăng và đạt đỉnh với giá trị
khoảng 1.72 Å ở áp suất 30 GPa.
1.1.2 Động học
Trong những năm gần đây, các đặc trƣng động học của silica là trọng
tâm của nhiều nghiên cứu khoa học. Sự hiểu biết về chúng đã tăng lên đáng
kể. Những hiện tƣợng động học mới đã đƣợc tìm thấy, chẳng hạn nhƣ động
học không đồng nhất (dynamical heterogeneities), thuyên giảm động học
(aging dynamics) ở nhiệt độ rất thấp, khuếch tán dị thƣờng. Để giải giải các
hiện tƣợng này, nhiều lí thuyết đã đƣợc đƣa ra. Bằng việc kết hợp lý thuyết
Mode-Coupling và mô phỏng máy tính, nhóm tác giả [5] đã giải thích sự tăng

Bằng phƣơng pháp MD, nhóm tác giả [13] cũng nghiên cứu đƣợc kết
quả tƣơng tự. Hệ số khuếch tán D phụ thuộc vào nhiệt độ theo định luật
Arrhenius ở trên nhiệt độ nóng chảy và theo power law ở nhiệt độ cao hơn
cho mẫu khảo sát có mật độ trong khoảng 2.20 đến 5.35 g/cm3. Số mũ γ tăng
theo áp suất (hoặc mật độ). Điều này có nghĩa, khi tăng nhiệt độ mô hình, có
sự chuyển tiếp từ động học (dynamics) Arrhenian sang non-Arrhenian, tƣơng
ứng với sự chuyển từ trạng thái strong liquid behaviour sang fragile liquid
behaviour. Bên cạnh đó, sự thay đổi này còn liên quan đến sự thay đổi cấu
trúc khi tăng nhiệt độ mô hình. Sự khuếch tán trong điều kiện áp suất và nhiệt
độ cao trong silica lỏng với thế tƣơng tác BKS đƣợc trình bày [14], cho thấy
sự chuyển đổi trạng thái ngƣợc lại từ fragile sang strong liquid behaviour khi
hạ nhiệt độ mô hình từ nhiệt độ cao về nhiệt độ chuyển pha thủy tinh (from
high temperature towards the glass phase transition).
Tuy nhiên, khoảng mật độ khảo sát trong [14] chỉ từ 2.31 tới 3.90
g/cm3, nên sự ảnh hƣởng của power law tới động học của hệ chƣa đƣợc kiểm

15


chứng rõ ràng. Các hiện tƣợng không đồng nhất động học cũng đƣợc quan sát
thấy trong silica lỏng khi đun nóng ở áp suất cao, các tính toán cũng chỉ ra
rằng hiện tƣợng này cũng phụ thuộc vào mật độ mô hình. Hơn nữa, nhiệt độ
nóng chảy của hệ phụ thuộc và tăng theo mật độ.
1.2 Tổng quan vật liệu silicat
1.2.1 Hệ silicat ba nguyên
Hỗn hợp tạo thủy tinh SiO2 với một ôxít kim loại là một loại vật liệu
quan trọng đƣợc sử dụng trong nhiều ứng dụng công nghệ. Do đó, sự hiểu
biết về cấu trúc và các tính chất động học của chúng là rất cần thiết. Cụ thể,
với hệ nhôm silicat đã có những nghiên cứu nhất định tìm hiểu về chúng. Các
nghiên cứu về cấu trúc của hệ nhôm silicat cho thấy sự thay đổi cấu trúc của

Các đặc điểm động học của hệ nhôm silicat đƣợc thể hiện qua cơ chế
khuếch tán và độ nhớt. Khi ở áp suất thấp, mạng có cấu trúc tứ diện rất bền
vững. Khi áp suất tăng, các đơn vị cấu trúc bắt đầu bị phá vỡ, tạo ra các
nguyên tử linh động dẫn đến sự khuếch tán. Các cấu trúc phối tri 4 sẽ chuyển
dần sang trung gian 5 và cuối cùng là 6 hình thành nên cấu trúc bát diện. Sự
sinh ra và mất đi số phối trí 5 tƣơng ứng với quá trình khuếch tán dị thƣờng,
là nguyên nhân cho sự tăng giảm hệ số khuếch tán. Sở dĩ có sự trung gian qua
số phối trí 5 là do cấu trúc mạng bát diện (số phối trí 6) bền vững hơn so với
cấu trúc mạng có số phối trí 5. Sự khuếch tán và độ nhớt của hệ nhôm silicat
còn đƣợc làm rõ qua mức độ polyme hóa (DOP). Mức độ polyme hóa của hệ
phụ thuộc vào tỉ lệ giữa A và B. Trong đó, A và B lần lƣợt là số lƣợng của
ôxy cầu (BO) và các đơn vị cấu trúc tƣơng ứng. Kết quả khảo sát mức độ
polyme hóa ở nghiên cứu [20, 21] cho thấy, khi tỉ lệ Al2O3/SiO2 tăng lên thì
giá trị DOP cũng tăng theo làm cho quá trình khuếch tán chậm và tăng độ
nhớt của hệ. Cơ chế khuếch tán còn đƣợc giải thích là do sự đứt gãy và hình
thành liên tục theo chuỗi các liên kết các NBO và O tricluster. Điều này cho
thấy mối liên quan chặt chẽ giữa cấu trúc và các quá trình động học.

17


Bên cạnh các quá trình khuếch tán thông thƣờng trong hệ nhôm silicat
là các quá trình khuếch tán dị thƣờng. Quá trình khuếch tán dị thƣờng đƣợc
quan sát khi làm thay đổi áp suất của mô hình. Cụ thể, hệ số khuếch tán của
các ion tăng theo áp suất và đạt giá trị cực đại, sau đó giảm dần trong khi áp
suất vẫn tăng. Bên cạnh đó, quá trình khuếch tán dị thƣờng còn đƣợc tìm thấy
trong sự liên quan mật thiết với sự thay đổi các đơn vị cấu trúc SiOx. Nhóm
tác giả Hoang và các cộng sự đƣa ra lời giải thích cho quá trình khuếch tán dị
thƣờng thông qua sự hình thành và mất đi các hạt siêu phân tử và hạt cứng.
Kết quả nghiên cứu [19] cho thấy, hệ số khuếch tán của các loại ion trong

cứu [22], hàm phân bố xuyên tâm của các cặp Si-O và Pb-O đạt đỉnh tại vị trí
1.64 Å và 2.34 Å tƣơng ứng tại áp suất 0 GPa. Khi áp suất tăng, độ cao của
đỉnh Si-O giảm mạnh trong khi vị trí đỉnh tăng nhẹ. Tuy nhiên, với cặp Pb-O
dƣờng nhƣ không có sự thay đổi nào đáng kể. Vị trí và độ cao của đỉnh không
thay đổi nhiều trong suốt quá trình nén. Bằng phƣơng pháp nhiễu xạ tia X,
nhiễu xạ neutron và cộng hƣởng từ, nhóm tác giả Takahashi và các đồng
nghiệp đã xác định đƣợc vị trí đỉnh đầu tiên của hàm phân bố xuyên tâm cặp
Pb-O là 2.3 Å [22].
Trong cấu trúc của hệ chì silicat, tồn tại của các đơn vị phối trí TOx
(trong đó T là Si hoặc Pb và x  3  9 ). Ở áp suất thấp (0 GPa), SiO4 chiếm tỉ
phần lớn nhất (96%) trong tổng số các đơn vị phối trí SiOx và tồn tại các đơn
vị phối trí PbO3, PbO4 và PbO5 là chủ yếu. Kết quả này sẽ thay đổi đáng kể
khi áp suất tăng. Đơn vị phối trí SiO4 có xu hƣớng giảm dần trong khi SiO5 và
SiO6 tăng dần. Trong đó, SiO5 đạt đỉnh tại 15 GPa. Khi áp suất tăng đến 35
GPa, tỉ phần của SiO4, SiO5 và SiO6 có giá trị lần lƣợt là 4%, 45% và 50%.
Trong khi đó, tỉ phần của các đơn vị phối trí PbOx đều có xu hƣớng tăng theo
áp suất ngoại trừ PbO3 và PbO4. Đặc biệt, hai đơn vị phối trí là PbO5 và PbO6
tăng và đạt giá trị cực đại tại các áp suất 5 GPa và 15 GPa. Sự thay đổi số
phối trí không chỉ phụ thuộc vào áp suất mà còn phụ thuộc vào nồng độ của

19


PbO có trong hệ. Nhóm tác giả nghiên cứu [22] cho biết, khi tăng nồng độ
PbO thì số phối trí của Pb giảm từ 6 về 3. Với hệ có nồng độ PbO trên 50%
thì tồn tại các đơn vị phối trí PbO3 là chủ yếu. Các nguyên tử Pb đóng vai trò
nhƣ chất tạo mạng. Ngƣợc lại, với hệ có nồng độ PbO nhỏ hơn 50% thì các
đơn vị phối trí chủ yếu là PbO6. Lúc này, Pb đóng vai trò nhƣ chất làm thay
đổi cấu trúc mạng.
Từ kết quả mô phỏng, tác giả [23] nhận thấy phân bố góc và O-Si-O và

Bảng 1.1. Tỉ phần của các loại ôxy trong hệ PbO.SiO2 khi áp suất thay đổi
P(GPa)

0

5

10

15

20

25

30

35

OT(%)

72.3

82.6

89.6

92.9

85.0


0.6

0.7

0.6

0.7

0.9

1.1

Từ bảng kết quả, dễ dàng nhận thấy tỉ phần của OT tăng mạnh theo áp
suất, trong khi tỉ phần của OSi giảm mạnh thì tỉ phần OPb thay đổi không đáng
kể. Sự tăng lên của OT và giảm đi của OSi đƣợc giải thích do sự đứt gãy các
liên kết Si-O-Si khi áp suất tăng, tạo điều kiện cho sự hình thành các liên kết
Si-O-Pb.
Sự thay đổi nồng độ các ôxít trong chì silicat cũng gây tác động mạnh
mẽ tới các đặc điểm động học của hệ. Tác giả H.Schmalzried và cộng sự nhận
thấy khi tăng tỉ lệ của SiO2 từ 0.1 lên 0.6 thì tỉ lệ hệ số khuếch tán DSi/DPb
giảm từ 0.6 về còn 0.2 [26]. Nhƣ vậy, khi nồng độ SiO2 trong hệ nhỏ thì sự
khuếch tán chủ yếu là do Si. Ngƣợc lại, khi nồng độ SiO2 trong hệ lớn thì sự
khuếch tán chủ yếu là do Pb. Nói cách khác, hệ số khuếch tán của Si đã giảm
đi khi tăng nồng độ SiO2. Do đó, độ nhớt của mô hình phụ thuộc vào nồng độ
của SiO2. Với mô hình có nồng độ SiO2 thấp (2PbO.SiO2), nhiệt độ dƣới 773
K, hệ số khuếch tán của của các nguyên tử giảm dần theo thứ tự O, Si và Pb.
Tuy nhiên, với hệ ở nhiệt độ cao hơn thì thứ tự hệ số khuếch tán có sự thay
đổi. Cụ thể, hệ số khuếch tán của các nguyên tử O và Si nhỏ hơn so với Pb.



22


và các tứ diện SiO4 tƣơng ứng, (chú ý: ở áp suất phòng và nhiệt độ nhất định,
số lƣợng của SiO4 là hằng số, xấp xỉ số nguyên tử silicon). (Số lƣợng các loại
Qn, Q là tứ diện SiO4, n là số BO trong một SiO4). Ảnh hƣởng của áp suất tới
độ nhớt đƣợc nhận thấy là khác nhau rõ rệt giữa chất lỏng polyme (chất lỏng
hình thành mạng nhƣ chất lỏng silicat) và chất lỏng đơn giản khác (simple
liquid) [29]. Mức độ polyme hóa cũng liên quan mật thiết tới sự khuếch tán
của các nguyên tử trong kiềm silicat. Các kĩ thuật nhiễu xạ neutron, nhiễu xạ
tia X (XRD), quay mẫu theo góc kỳ diệu (MAS) trong cộng hƣởng từ hạt
nhân (NMR) [30-32] và các phƣơng pháp mô phỏng khác [33] đã quan sát
đƣợc những hiện tƣợng này. Nghiên cứu [30] cho thấy sự khác biệt đáng kể
trong sự thay đổi cấu trúc dƣới áp suất nén giữa NS4 và NS3, điều đó chứng
minh sự ảnh hƣởng của Na và Si tới cấu trúc của hệ. Bên cạnh đó, nhóm tác
giả còn thu đƣợc kết quả về sự phụ thuộc của khoảng cách Na-O vào áp suất
có sự khác biệt so với sự phụ thuộc của tỉ lệ Na/Al và mức độ polyme hóa
trong silicat. Khoảng cách Na-O tăng nhẹ theo áp suất trong hệ NS4.
Bằng phƣơng pháp mô phỏng kết hợp sử dụng simplex, trong silicat
nóng chảy (ionic liquid-like molten silicate), mạng Si-O chia thành các cụm,
trong khi đó, tất cả simplex NaO liên kết với nhau. Trái lại, trong mạng ở trạng
thái lỏng (network liquid state), tất cả tứ diện SiO4 liên kết với nhau thông
qua nguyên tử O ở đỉnh, trong khi đó cụm NaO chia thành nhiều cụm. Phân
tích hàm tập hợp (collective function) cho thấy sự ảnh hƣởng của áp suất đến
cấu trúc động (dynamic structure). Khi tăng áp suất, giá trị của hàm tập hợp
giảm đi, cho thấy có sự thay đổi trong chuyển động khuếch tán của mạng SiO từ nhóm khuếch tán lớn (large-group diffusion) sang nhóm khuếch tán nhỏ
hơn (small-group diffusion). Hơn nữa, đặc điểm động học của kiềm silicat
R2O-SiO2 cũng thu hút sự quan tâm lớn bởi vì tính linh động của các nguyên
tử kiềm cao hơn nhiều so với các nguyên tử tạo mạng (Si, O) [35].