Una pista nueva para el rompecabezas del vidrio
El vidrio se forma mediante la vitrificación, un proceso por el que el vidrio líquido se enfría y se convierte en un sólido cuyas moléculas quedan encerradas de forma pasajera en una estructura cristalina. El vidrio, como el cristal común de las ventanas, es un tipo de sólido amorfo —un estado intermedio entre los estados sólido y líquido de la materia—. El equipo del proyecto «The energy landscapes of metastable states of supercooled liquids» (EL-GLASS) utilizó técnicas computacionales avanzadas para aclarar los procesos moleculares que tienen lugar durante la vitrificación. Unas simulaciones de Monte Carlo permitieron obtener ejemplos del espacio de fase, permitiendo representar todos los estados posibles del vidrio. Los investigadores compararon varios algoritmos para optimizar la determinación de parámetros. Contando con estas herramientas, el equipo de EL-GLASS añadió un nuevo enfoque a un viejo modelo para mejorar la reproducción del comportamiento del vidrio. En el llamado modelo de transición de fase de primer orden aleatorio, el líquido que forma el vidrio se compone de grupos vidriosos que se crean y destruyen continuamente. Por debajo de aproximadamente dos tercios de la temperatura de congelación, descubrieron que el tamaño de los grupos vidriosos supera una cierta escala de longitud. En concreto, cuando los grupos vidriosos se vuelven lo suficientemente grandes, se comportan en muchos aspectos como un sólido. Su escala de longitud se calculó mediante una amplia investigación de las cavidades de líquido que rodean las partículas congeladas. Según las leyes de la termodinámica que rigen las propiedades de las partículas en estado líquido y sólido, se trata de un componente clave del modelo que distingue a esta teoría de otras teorías rivales. No es sorprendente que los cristales líquidos vítreos representen una clase emergente de materiales para sistemas fotoelectrónicos. Se caracterizan por una calidad óptica superior en un área grande sin límites de grano. El proyecto EL-GLASS ha contribuido de manera significativa a los esfuerzos de los últimos años para desarrollar materiales vítreos con estabilidad morfológica superior.
Palabras clave
Vidrio, sólido, líquido, vitrificación, simulaciones de Monte Carlo, espacio de fase, algoritmo, termodinámica, cristales líquidos vidriosos, fotoelectrónica
