La verdadera naturaleza del vidrio sigue siendo un misterio. La investigación científica sobre sus propiedades químicas y físicas aún está en curso. Es cualquier cosa menos convencionalmente sólido. Normalmente, cuando un material pasa de un estado líquido a un estado sólido, las moléculas se alinean para formar un patrón de cristal. En el vidrio, esto no sucede. Ahora, investigadores de la Universidad de Constanza añaden un nuevo concepto. El vidrio líquido es el nuevo estado de la materia, y tiene sus sorprendentes particularidades.
El vidrio sigue teniendo propiedades no aclaradas del todo por los científicos.
Nuevos comportamientos
La investigación es dirigida Andreas Zumbusch (Departamento de Química) y Matthias Fuchs (Departamento de Física). Usaron un sistema modelo que involucra suspensiones de coloides elipsoidales hechos a medida. Así descubrieron un nuevo estado de la materia, el vidrio líquido. Las partículas individuales pueden moverse pero no pueden rotar, un comportamiento complejo que no se había observado previamente. Los resultados se publican en PNAS.
Las suspensiones coloidales son mezclas o fluidos que contienen partículas sólidas. Son más grandes que los átomos o moléculas y, por lo tanto, son adecuadas para la investigación con microscopía óptica. Usando química de polímeros, se fabricaron pequeñas partículas de plástico, estirándolas y enfriándolas. Así lograron sus formas elipsoides y luego las colocó en un solvente adecuado. «Debido a sus distintas formas, nuestras partículas tienen orientación, a diferencia de las partículas esféricas. Eso da lugar a tipos de comportamientos complejos completamente nuevos y no estudiados anteriormente», explica en un comunicado Zumbusch.
Explicó: «En ciertas densidades de partículas, el movimiento de orientación se congeló. Mientras que el movimiento de traslación persistió. Esto resultó en estados vidriosos donde las partículas se agruparon para formar estructuras locales con orientación similar».
El mundo teórico a la práctica
Lo que los investigadores han denominado vidrio líquido es el resultado de que estos grupos se obstruyen mutuamente. Se vieron dos transiciones vítreas en competencia, una transformación de fase regular y una transformación de fase de no equilibrio, interactuando entre sí. «Esto es increíblemente interesante desde un punto de vista teórico», dice Matthias Fuchs. Una predicción del vidrio líquido había sido una conjetura teórica durante veinte años.
El vidrio líquido es el nuevo estado de la materia, pero para que no se quede en un plano teórico, ya se planean posibles aplicaciones. Puede ayudar a arrojar luz sobre el comportamiento de sistemas y moléculas complejos que van desde lo muy pequeño (biológico) hasta lo muy grande (cosmológico). También tiene un impacto potencial en el desarrollo de dispositivos de vidrio líquido.
