I fisici hanno scoperto un nuovo stato della materia
I fisici hanno individuato un nuovo stato della materia, nascosto dietro le misteriose trasformazioni che avvengono tra lo stato liquido e quello solido del vetro.
Il nuovo stato della materia, denominato "vetro liquido", mostra un comportamento a livello microscopico mai visto prima, rendendolo separato dai fenomeni osservati in precedenza.
Questo nuovo stato sembra esistere tra un solido e un colloide (come un gel): miscele omogenee con particelle microscopiche ma comunque più grandi degli atomi e delle molecole e più facili da studiare. In questo caso, sono stati creati piccoli colloidi ellissoidali di plastica che sono stati mescolati insieme in un solvente.
"È incredibilmente interessante da un punto di vista teorico", afferma Matthias Fuchs, professore di teoria della materia condensata morbida all'Università di Costanza in Germania.
"I nostri esperimenti forniscono una sorta di prova per l'interazione tra le fluttuazioni critiche e la luce congelata, che la comunità scientifica si è battuta per un bel po 'di tempo".
Quando i materiali passano da liquidi a solidi, le loro molecole di solito si allineano per formare uno schema cristallino. Non così con il vetro, motivo per cui gli scienziati sono così ansiosi di analizzarlo e smontarlo: con il vetro (e materiali simili al vetro), le molecole sono congelate in uno stato disordinato.
Nel vetro liquido, gli scienziati hanno notato che i colloidi possono muoversi, ma non possono ruotare: hanno una maggiore flessibilità rispetto alle molecole nel vetro, ma non abbastanza da renderli paragonabili ai materiali convenzionali che sono già stati attentamente studiati. Le particelle sono state raccolte in gruppi con lo stesso orientamento, che poi hanno interferito tra loro all'interno del materiale.
"A causa delle loro diverse forme, le nostre particelle hanno orientamenti - al contrario delle particelle sferiche - che danno origine a comportamenti complessi completamente nuovi e precedentemente inesplorati", spiega Andreas Zumbusch, professore di chimica fisica all'Università di Constanta.
I ricercatori affermano che il nuovo stato della materia è in realtà due transizioni concorrenti da liquido a solido che interagiscono per creare una miscela di proprietà diverse. La forma e la concentrazione delle particelle sembrano essere decisive nella creazione di questo vetro liquido.
"I nostri risultati forniscono informazioni sull'interazione tra le strutture locali e le trasformazioni di fase", scrivono i ricercatori nel loro articolo.
"Questo aiuta a guidare le applicazioni come l'autoassemblaggio di sovrastrutture colloidali e dimostra anche l'importanza della forma per la vetrificazione in generale".
Ricerca pubblicata su PNAS.