Les physiciens ont découvert un nouvel état de la matière
Les physiciens ont identifié un nouvel état de la matière, caché derrière les mystérieuses transformations qui se produisent entre les états liquide et solide du verre.
Le nouvel état de la matière, appelé «verre liquide», présente un comportement à un niveau microscopique inédit auparavant, ce qui le distingue des phénomènes précédemment observés.
Ce nouvel état semble exister entre un solide et un colloïde (comme un gel): des mélanges homogènes avec des particules microscopiques mais toujours plus grandes que les atomes et les molécules et plus faciles à étudier. Dans ce cas, de minuscules colloïdes ellipsoïdaux en plastique ont été créés qui ont été mélangés ensemble dans un solvant.
«C'est incroyablement intéressant d'un point de vue théorique», déclare Matthias Fuchs, professeur de théorie de la matière condensée molle à l'Université de Constance en Allemagne.
"Nos expériences fournissent une sorte de preuve de l'interaction entre les fluctuations critiques et la lumière gelée, que la communauté scientifique s'efforce depuis un certain temps."
Lorsque les matériaux passent des liquides aux solides, leurs molécules s'alignent généralement pour former un motif cristallin. Ce n'est pas le cas avec le verre, c'est pourquoi les scientifiques sont si désireux de l'analyser et de le démonter: avec le verre (et les matériaux semblables au verre), les molécules sont figées dans un état désordonné.
Dans le verre liquide, les scientifiques ont remarqué que les colloïdes peuvent bouger, mais ne peuvent pas tourner - ils ont plus de flexibilité que les molécules du verre, mais pas assez pour les rendre comparables à des matériaux conventionnels qui ont déjà été soigneusement étudiés. Les particules ont été collectées en groupes avec la même orientation, qui ont ensuite interféré les unes avec les autres dans le matériau.
«En raison de leurs formes différentes, nos particules ont des orientations - par opposition aux particules sphériques - qui donnent lieu à des comportements complexes totalement nouveaux et jusqu'alors inexplorés», explique Andreas Zumbusch, professeur de chimie physique à l'Université de Constanta.
Les chercheurs disent que le nouvel état de la matière est en fait deux transitions concurrentes du liquide au solide qui interagissent pour créer un mélange de propriétés différentes. La forme et la concentration des particules semblent être déterminantes dans la création de ce verre liquide.
«Nos résultats donnent un aperçu de l'interaction entre les structures locales et les transformations de phase», écrivent les chercheurs dans leur article.
"Cela aide à guider des applications telles que l'auto-assemblage de superstructures colloïdales, et démontre également l'importance de la forme pour la transition vitreuse en général."
Recherche publiée dans PNAS.