Si se empujan los materiales hasta sus límites, pueden ocurrir cosas extrañas, como el descubrimiento de una fase líquida previamente desconocida, que han informado científicos que analizan el desarrollo de vidrio superdelgado de alta densidad. Estos tipos de vidrio se utilizan de diversas formas, incluso en pantallas OLED y fibras ópticas, pero pueden tener problemas de estabilidad. Es a través de un esfuerzo por abordar esos problemas que este tipo diferente de material ha salido a la luz. Fundamentalmente, la fase líquida recién descubierta promete un vidrio delgado que es más estable y más denso que los materiales anteriores, una progresión que podría abrir diferentes formas de usar el vidrio e incluso tipos de dispositivos completamente nuevos.
“Hay muchas propiedades interesantes que surgieron de la nada, y nadie había pensado que en películas delgadas se podrían ver estas fases”, dice la física Zahra Fakhraai de la Universidad de Pensilvania.
“Es un nuevo tipo de material”.
El vidrio es un tipo de material muy especial que normalmente se forma cuando un líquido se solidifica. Si bien sus propiedades se parecen mucho a las de un sólido, internamente la estructura del vidrio no cambia mucho de la fase líquida. Sigue siendo una transición fascinante para los científicos.
En el caso del vidrio ultrafino, esa transición puede ser difícil de manejar sin tener problemas como la cristalización, especialmente a escalas más grandes. Los vidrios delgados retienen más propiedades líquidas de lo normal, lo que puede provocar inestabilidad y degradación. En otros vasos, se usa una técnica conocida como deposición de vapor, en la que un gas se convierte en líquido directamente, en lugar de enfriar un líquido, pero no está claro si esto ayudaría con los vasos delgados.
En el nuevo estudio, los investigadores pasaron años trabajando en experimentos para establecer que la deposición de vapor en realidad reduciría algunas de las propiedades líquidas del vidrio delgado. Fue a través de este proceso que se detectó la nueva fase de líquido, una que difería de la fase líquida normal observada al producir este tipo de vidrio.
“Los dos líquidos tienen estructuras distintas, similares al grafeno y al diamante, que son sólidos hechos de carbono pero existen en formas sólidas muy diferentes”, dice Fakhraai.
Los experimentos de seguimiento confirmaron el empaquetado de moléculas individuales en una estructura que no era un cristal sino otra cosa. Basándose en la geometría de la fase, los investigadores creen que también podría haber implicaciones para otros tipos de materiales.
Lo que esto significa es el potencial de producir vidrios ultrafinos con una densidad mucho más alta, más alta que el cristal en algunos casos, a través de la deposición de vapor y la nueva fase de líquido en el vidrio. Se planean más estudios para establecer exactamente cómo se produce esta transición de fase, incluida una mirada más cercana a la fase de deposición, y podría ayudar a los científicos a resolver algunos de los otros misterios restantes del vidrio.
“Nuestra esperanza es que esta comprensión fundamental motive más aplicaciones y una mejor capacidad para diseñar vidrios de película delgada con propiedades mejoradas de manera similar”, dice Fakhraai. “Si las relaciones estructura-propiedad se entienden en películas delgadas, podemos hacerlo mejor mediante el diseño”.
Fuente: Science Alert.
