Ni líquido, ni sólido: dicen haber descubierto un estado intermedio de la materia
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Un equipo interdisciplinario de físicos alemanes asegura haber encontrado un nuevo estado de la materia. Sus partículas se comportan de una forma nunca antes vista. El grupo había estado sugiriendo que existía desde hacía 20 años. El hallazgo arroja luz sobre la misteriosa naturaleza del vidrio y sus transiciones de estados.
Si bien en la vida cotidiana a menudo utilizamos las palabras vidrio y cristal como sinónimos, lo cierto es que son materiales distintos. El vidrio está verdaderamente presente en todo lo que utilizamos a diario, pero también esconde un enigma científico importante: a pesar de aparentar ser sólido, sus partículas no presentan una estructura cristalina.
Normalmente, cuando la materia pasa de un estado líquido a sólido, sus moléculas se alinean para formar un patrón de cristal. Las partículas del vidrio, en cambio, se congelan en su lugar antes de que ocurra la cristalización. La naturaleza de este estado extraño y desordenado sigue siendo un misterio y los científicos todavía están tratando de comprender las propiedades químicas y físicas que lo caracterizan.
El vidrio líquido, un estado novedoso de la materia
El equipo de científicos multidisciplinario de la Universidad de Constanza (Alemania) dice haber descubierto un estado transitorio de la materia, bautizado como vidrio líquido.
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Parece ser un estado presente entre la fase sólida y la colodial. Esta última no es más que una dispersión de la materia conformada por dos o más fases, normalmente una fluida (líquido o gas) y otra dispersa en forma de partículas sólidas muy finas. Un ejemplo de sistema colodial podría ser la espuma o un gel.
Hasta la fecha, la mayoría de los experimentos que involucran suspensiones coloidales se ha basado en coloides —o partículas— esféricos. Pero el equipo dirigido por los profesores Andreas Zumbusch y Matthias Fuchs se percató de que en la naturaleza abundan los coloides deformes. A raíz de ello fabricaron pequeñas partículas de plástico, estirándolas y enfriándolas hasta que lograron sus formas elipsoides y luego las colocaron en un solvente adecuado.
Partículas elipsoidales en grupos de vidrio líquido.
"Debido a su distintiva forma, 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", aclara el coautor del estudio Andreas Zumbusch, profesor de química física en la Universidad de Constanza.
Lo que los investigadores han denominado vidrio líquido es el resultado de que los grupos de estos coloides elípticos se obstruyan mutuamente, de manera que puedan moverse pero no rotar. Así, las partículas obtienen más flexibilidad que las moléculas del vidrio, pero no lo suficiente como para compararlos con los materiales regulares que ya han sido ampliamente estudiados.
Esto supone un tipo de comportamiento complejo de las partículas que no se había observado previamente en los laboratorios. Además, la forma y la concentración de las partículas parecen desempeñar un papel crucial en la creación del vidrio líquido, sugieren los investigadores alemanes.
Matthias Fuchs, profesor de teoría de la materia blanda condensada en la Universidad de Constanza, explica por qué el proyecto es relevante. "Esto es increíblemente interesante desde un punto de vista teórico. Nuestros experimentos proporcionan un tipo de evidencia para la interacción entre las fluctuaciones críticas y la estructura cristalina que la comunidad científica ha estado buscando durante bastante tiempo".
Durante los últimos 20 años la existencia del vidrio líquido había sido objeto de conjeturas. Ahora, los resultados de su descubrimiento serán publicados en la revista de la Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos (PNAS).
Los científicos sugieren que su descubrimiento 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). Además, también podría tener un impacto en el desarrollo de dispositivos de cristal líquido, como nuestros monitores.
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