Os físicos identificaram um novo estado da material, oculto nas misteriosas transformações que ocorrem entre os estados líquido e sólido do vidro.

A transição do vidro é muito fascinante para os cientistas e o novo estado da material, denominado “vidro líquido”, tem um comportamento a nível microscópico nunca antes visto, marcando-o porquê separado dos fenômenos observados supra.

Este novo estado parece subsistir entre um sólido e um colóide (porquê um gel): misturas homogêneas com partículas microscópicas, mas ainda maiores do que átomos e moléculas e mais fáceis de estudar. Nesse caso, pequenos coloides elipsoidais de plástico feitos sob medida foram criados e misturados em um solvente.

“Isso é incrivelmente interessante do ponto de vista teórico”, diz Matthias Fuchs, professor de teoria da material condensada tenro na Universidade de Konstanz, Alemanha.

“Nossos experimentos fornecem o tipo de evidência para a interação entre flutuações críticas e paralisação de vidros que a comunidade científica está procurando há qualquer tempo.”

Quando os materiais são transformados de líquidos em sólidos, suas moléculas geralmente se alinham para formar um padrão cristalino. Isso não acontece com o vidro, e é por isso que os cientistas estão tão interessados ​​em analisá-lo e desconstruí-lo: com o vidro (e materiais semelhantes ao vidro), as moléculas são bloqueadas ou congeladas em um estado desordenado.

No vidro líquido, os cientistas notaram que os colóides eram capazes de se movimentar, mas não podiam remoinhar; eles tinham mais flexibilidade do que as moléculas de vidro, mas não eram suficientes para torná-los comparáveis ​​aos materiais usuais que já foram amplamente estudados.

Ao usar coloides elipsoidais em vez das formas esféricas padrão, essas rotações bloqueadas puderam ser observadas. As partículas foram agrupadas em grupos com orientações semelhantes, que portanto se obstruíram dentro do material.

Partículas elipsoidais em aglomerados de vidro líquido. (Grupos de pesquisa do professor Andreas Zumbusch e do professor Matthias Fuchs)

“Por razão de suas formas diferenciadas, nossas partículas têm orientação, ao contrário das partículas esféricas, o que resulta em comportamentos complexos completamente novos e não estudados.” explica Andreas Zumbusch, professor de físico-química na Universidade de Konstanz.

Os pesquisadores dizem que o novo estado da material é, na verdade, duas transições de líquido para sólido em competição que interagem, criando a mistura de propriedades diferentes. A forma e a concentração das partículas parecem ser cruciais na geração deste vidro líquido.

porquê sempre com transições de vidro, muitas perguntas permanecem sem resposta, mas os autores do estudo esperam que a invenção do vidro líquido, que os cientistas vêm prevendo há vinte anos, possa ajudar a melhorar nossa compreensão de porquê funcionam as transições de vidro em pequena graduação. .

As descobertas também podem ir muito além do vidro, lançando luz sobre tudo, desde a menor célula biológica ao maior sistema cosmológico, qualquer cenário em que haja uma desordem inexplicada.

“Nossos resultados fornecem uma visão sobre a interação entre estruturas locais e transformações de temporada”, escrevem os pesquisadores em seu item papel.

“Isso ajuda a orientar aplicações porquê a automontagem de superestruturas coloidais e também demonstra a prestígio da forma na transição vítrea em universal.”

A pesquisa foi publicada em PNAS.

Este item foi reescrito, traduzido de uma publicação em inglês. Clique cá para acessar a material original (em inglês)!