Los físicos han identificado un nuevo estado de la materia, escondido dentro de las misteriosas transformaciones que se producen entre los estados líquido y sólido del vidrio.
La transición vítrea tiene mucha fascinación para los científicos, y el nuevo estado de la materia, llamado ‘vidrio líquido’, exhibe un comportamiento a nivel microscópico que no se ha visto antes, lo que lo marca como algo separado de los fenómenos observados anteriormente.
Este nuevo estado parece existir entre un sólido y un coloide (como un gel): mezclas homogéneas con partículas que son microscópicas pero aún más grandes que los átomos y moléculas, y más fáciles de estudiar. En este caso, se crearon pequeños coloides elipsoidales de plástico hechos a medida y se mezclaron en un disolvente.
“Esto es increíblemente interesante desde un punto de vista teórico”, dice Matthias Fuchs, profesor de teoría de la materia suave condensada en la Universidad de Konstanz en Alemania.
“Nuestros experimentos proporcionan el tipo de evidencia de la interacción entre las fluctuaciones críticas y la detención cristalina que la comunidad científica ha estado buscando durante bastante tiempo”.
Cuando los materiales se transforman de líquidos a sólidos, sus moléculas generalmente se alinean para formar un patrón cristalino. No es así con el vidrio, razón por la cual los científicos están tan interesados en analizarlo y deconstruirlo: con el vidrio (y materiales similares al vidrio), las moléculas están bloqueadas o congeladas en un estado desordenado.
En el vidrio líquido, los científicos notaron que los coloides podían moverse, pero no podían rotar; tenían más flexibilidad que las moléculas del vidrio, pero no lo suficiente como para hacerlos comparables a los materiales regulares que ya se han estudiado exhaustivamente.
Mediante el uso de coloides elipsoidales en lugar de las formas esféricas estándar, se pudieron observar estas rotaciones bloqueadas. Las partículas se agruparon en grupos con orientaciones similares, que luego se obstruyeron entre sí dentro del material.
“Debido a sus distintas formas, nuestras partículas tienen orientación, a diferencia de las partículas esféricas, lo que da lugar a tipos de comportamientos complejos completamente nuevos y no estudiados anteriormente”, explica Andreas Zumbusch, profesor de química física en la Universidad de Konstanz.
Los investigadores dicen que el nuevo estado de la materia son en realidad dos transiciones de líquido a sólido en competencia que interactúan, creando la mezcla de diferentes propiedades. La forma y la concentración de las partículas parecen ser cruciales en la creación de este vidrio líquido.
Como siempre con las transiciones de vidrio, quedan muchas preguntas sin respuesta, pero los autores del estudio esperan que el descubrimiento del vidrio líquido, que los científicos han estado prediciendo durante veinte años, pueda ayudar a mejorar nuestra comprensión de cómo funcionan las transiciones de vidrio en los más pequeños escamas.
Los hallazgos también tienen el potencial de ir mucho más allá del vidrio, arrojando luz sobre todo, desde la célula biológica más pequeña hasta el sistema cosmológico más grande, cualquier escenario donde haya un desorden inexplicable.
“Nuestros resultados dan una idea de la interacción entre las estructuras locales y las transformaciones de fase”, escriben los investigadores en su artículo.
“Esto ayuda a orientar aplicaciones como el autoensamblaje de superestructuras coloidales y también da evidencia de la importancia de la forma en la transición vítrea en general”.
Fuente: Science Alert.
