Vidro Líquido: Novo estado da matéria é meio líquido e meio sólido
 |
| Parece uma bagunça total, mas as partículas se organizam em duas fases concorrentes dentro do mesmo material. |
Vidro líquido
Uma equipe de químicos e físicos
alemães conseguiu sintetizar um material cujo estado da matéria não se enquadra
nem entre os sólidos e nem entre os líquidos.
Eles o chamaram de "vidro
líquido", e a comprovação da existência dessa fase anômala da matéria promete
colocar mais fogo em uma das áreas mais controversas da ciência: o estudo dos
vidros.
O mistério do vidro
O vidro é
um dos materiais mais utilizados pela humanidade - e há mais tempo. Contudo,
ele é também um dos maiores mistérios científicos.
Embora existam muitas teorias - e
muitos defensores veementes de cada uma delas - o fato é que a verdadeira
natureza do vidro permanece um mistério, com investigações científicas sobre
suas propriedades químicas e físicas sendo feitas em laboratórios de todo o
mundo.
De fato, o vidro é tudo menos um
sólido convencional. Normalmente, quando um material passa de um estado líquido
para um estado sólido, as moléculas se alinham para formar um padrão
cristalino. No vidro, isso não acontece; em vez disso, as moléculas são
efetivamente congeladas no lugar, sem tempo para que ocorra a cristalização -
por isso o vidro é descrito como um material amorfo.
Esse estado estranho e desordenado
é característico de vidros em diferentes sistemas e os cientistas ainda estão
tentando entender como exatamente esse estado metaestável se forma.
Vidro líquido
A descoberta de Jörg Roller e
seus colegas da Universidade de Constança vem adicionar mais uma camada de
complexidade a esse dilema do estado físico do vidro.
Usando suspensões coloidais de
partículas plásticas elipsoidais - e não esféricas, como comumente se tem feito
-, Roller observou que as partículas individuais conseguiam se mover, mas eram incapazes
de girar, um comportamento nunca observado anteriormente em vidros.
"Devido às suas formas
distintas, nossas partículas têm orientação - em oposição às partículas
esféricas - o que dá origem a tipos de comportamentos complexos inteiramente
novos e não estudados anteriormente," disse o professor Andreas Zumbusch,
coordenador da equipe.
 |
| Imagem da posição e da orientação das partículas elipsoidais em aglomerados de um vidro líquido. |
Do biológico ao cosmológico
Para desvendar o que estava
acontecendo, os pesquisadores mudaram as concentrações de partículas nas
suspensões e monitoraram o movimento de translação e de rotação das partículas
usando microscopia confocal.
"Em determinadas densidades
de partículas, o movimento de orientação congelou, enquanto o movimento de
translação persistiu, resultando em estados vítreos nos quais as partículas se
agruparam para formar estruturas locais com orientação semelhante," contou
Zumbusch.
O que os pesquisadores chamaram
de vidro líquido é o resultado desses aglomerados se obstruindo mutuamente e
mediando correlações espaciais características de longo alcance. Isso evita a
formação de um cristal líquido, que seria o estado globalmente ordenado da
matéria, conforme se esperaria pelas normas da termodinâmica.
Em outras palavras, o que ocorre
no vidro líquido são duas transições de vidro concorrentes - uma transformação
de fase regular e uma transformação de fase de não-equilíbrio - interagindo uma
com a outra.
Os resultados sugerem ainda que
uma dinâmica semelhante pode ocorrer em outros sistemas amorfos, ou
não-cristalinos, o que ajudaria a lançar luzes sobre o comportamento de
sistemas complexos e moléculas que variam do muito pequeno (biológico) ao muito
grande (cosmológico).
O trabalho também poderá ajudar
no desenvolvimento de cristais líquidos melhores, dizem os pesquisadores.
Noticia: Inovação Tecnologica
