Físicos observam um novo estado da matéria chamado vidro líquido

Desde o ensino fundamental, fomos apresentados aos estados da matéria: sólido, líquido e gasoso. Essa era a resposta que todo mundo acertava. Aprendemos isso mais especificamente com a água, que é facilmente encontrada e visível nesses três estados. É fácil de explicar e de mostrar aos alunos.

No entanto, esses são apenas os três estados básicos da matéria. Quando a matéria é exposta a situações extremas ou quando é manipulada em laboratório, muitas são as mudanças que podem ser causadas em suas moléculas, e com isso, ela pode ter no mínimo outros cinco estados.

E os físicos conseguiram identificar um novo estado da matéria. Esse estado estava oculto nas transformações que acontecem entre os estados líquido e sólido do vidro.

A transição vítrea é alvo de grande fascínio para os cientistas. E esse novo estado da matéria chamado “vidro líquido” tem  um comportamento em nível microscópico que nunca tinha sido visto antes. Isso o marca como separado dos fenômenos que foram observados anteriormente.

Novo estado

O novo estado existe entre um sólido e um coloide, que é parecido com um gel com misturas homogêneas com partículas microscópicas, mas ainda maiores que átomos e moléculas. Nesse caso, pequenos coloides elipsoidais de plástico feitos sob medida foram criados e misturados em um solvente.

“Isso é incrivelmente interessante do ponto de vista teórico. Nossos experimentos fornecem o tipo de evidência para a interação entre as flutuações críticas e a paralisação vítrea que a comunidade científica busca há algum tempo”, disse Matthias Fuchs, professor de teoria da matéria condensada mole, na Universidade de Konstanz, na Alemanha.

Quando os materiais vão de líquidos para sólidos, suas moléculas geralmente se alinham para formar um padrão cristalino. No entanto, com o vidro isso não acontece. E é esse o motivo pelo qual os cientistas se interessam em analisá-lo e desconstruí-lo. No caso do vidro, as moléculas são bloqueadas ou congeladas em um estado desordenado.

Além disso, no vidro líquido, os cientistas viram que os coloides eram capazes de se mover, mas não conseguiam girar. Eles tinham mais flexibilidade, que as moléculas de vidro, contudo não o suficiente para fazer com que elas se comparem aos materiais regulares que já foram muito estudados.

“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”, explicou Andreas Zumbusch, professor de físico-química na Universidade de Konstanz.

Estudo

De acordo com os pesquisadores, esse novo estado da matéria é, na verdade, duas transições competidoras  de líquido para sólido interagindo. E com isso elas criam a mistura de propriedades diferentes. E a forma e a concentração das partículas parecem ser essenciais na criação desse vidro líquido.

Mesmo que tenha sido identificado esse novo estado, ainda existem várias perguntas sem resposta. No entanto, os autores do estudo esperam que essa descoberta do vidro líquido consiga ajudar a melhorar a compreensão a respeito de como as transições de vidro funcionam nas menores escalas.

E essa descoberta pode ter o potencial de ir além do vidro. Podendo ser uma luz sobre tudo, indo desde a menor célula biológica até o maior sistema cosmológico. Ou seja, em qualquer que for o cenário onde tenha uma desordem inexplicada.

“Nossos resultados fornecem uma visão sobre a interação entre estruturas locais e transformações de fase. Isso ajuda a orientar aplicações como a automontagem de superestruturas coloidais e também evidencia a importância da forma na transição vítrea em geral”, concluíram os autores.