Descubren un nuevo estado de la materia: el vidrio líquido

Sólido, líquido y gaseoso no son los únicos estados de la materia, aunque sean los más populares.

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Por muy habituados que estemos al vidrio, se trata de un material sorprendentemente misterioso. Y ahora, un equipo de científicos de la Universidad de Constanza (Alemania) ha identificado un nuevo estado de la materia relacionado con él: el llamado vidrio líquido, con algunas propiedades bastante inusuales.

“Hasta la fecha, la mayoría de los experimentos se han realizado utilizando coloides esféricos. Sin embargo, el interés reciente en los coloides sintéticos como bloques de construcción de materiales ha llevado al desarrollo de una multitud de técnicas novedosas para la síntesis de partículas coloidales con geometrías e interacciones específicas ", explica Andreas Zumbusch, coautor del trabajo que publica la revista PNAS.

 


¿Cómo lo han conseguido?

Utilizando una técnica llamada microscopía de barrido de láser confocal y más de 6.000 partículas elipsoidales, los investigadores descubrieron que las suspensiones de coloides elipsoidales de polimetilmetacrilato formaban un estado inesperado de la materia, vidrio líquido, en el que las partículas individuales pueden moverse pero no pueden rotar.

“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”, explicó el profesor Zumbusch.


Este nuevo estado parece existir entre un sólido y un coloide (como un gel): mezclas homogéneas con partículas que son microscópicas pero siguen siendo de mayor tamaño que los átomos y moléculas (y, por tanto, más fáciles de estudiar). Lo curioso es que los científicos observaron que, en el vidrio líquido, los coloides podían moverse, pero no podían girar. Tenían más flexibilidad que las moléculas del vidrio, pero no lo suficiente como para ser comparados con otros materiales. ¡Las partículas se obstruían entre sí dentro del material!

 

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Roller et al

Comportamiento no estudiado hasta ahora

"Esto es increíblemente interesante desde un punto de vista teórico", aclara Matthias Fuchs, profesor de teoría de la materia suave condensada en la Universidad de Constanza. "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"

Los expertos afirman que el comportamiento observado proviene de dos transiciones de vidrio en competencia que interactúan entre sí. El vidrio líquido había sido predicho hacía décadas, y la nueva observación sugiere que procesos similares podrían estar funcionando en otros sistemas de formación de vidrio. Esta predicción deja de ser una conjetura y "también tiene un impacto potencial en el desarrollo de dispositivos de cristal líquido", concluyen los autores. Pero aún quedan muchas preguntas sin respuesta.

 


Otros estados de la materia

  •  Plasma, la forma en la que se presentan los gases contenidos en el interior de los tubos fluorescentes o las luces de neón.
  • Condensado de Bose-Einstein, que en 2020 conseguimos crear en el espacio y lo forman nubes de gas de múltiples átomos que se comportan como si fueran uno solo, compartiendo sus propiedades cuánticas.

Referencia: Jörg Roller et al. 2021. Observation of liquid glass in suspensions of ellipsoidal colloids. PNAS 118 (3): e2018072118; doi: 10.1073/pnas.2018072118

Sarah Romero

Sarah Romero

Fagocito ciencia ficción en todas sus formas. Fan incondicional de Daneel Olivaw y, cuando puedo, terraformo el planeta rojo o cazo cylons. Hasta que viva en Marte puedes localizarme en ladymoon@gmail.com

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