Vetro liquido: gli scienziati scoprono un nuovo stato della materia

Un team di scienziati dell’Università di Costanza, in Germania, ha identificato un nuovo stato della materia chiamato vetro liquido, che ha alcune proprietà insolite. Quando una sostanza cambia da uno stato liquido a uno solido, gli atomi che fluiscono liberamente si allineano in una rigida formazione cristallina. Ma questo fenomeno non si verifica con il vetro: gli atomi “congelano” in uno stato disordinato prima della cristallizzazione, motivo per cui non è un liquido, ma un solido amorfo.

Un recente studio condotto da ricercatori dell’Università di Costanza in Germania ha scoperto una forma di vetro in cui gli atomi mostrano un comportamento complesso che non è mai stato visto prima. Gli atomi si muovono, ma non sono in grado di ruotare.

Lo stato sembra essere la forma attuale tra la fase solida e quella colloidale. Quest’ultimo non è altro che una dispersione di materia composta da due o più fasi, di solito un fluido (liquido o gassoso) e uno disperso, sotto forma di particelle solide finissime: schiuma e gel sono esempi di questo sistema colloidale.

Finora, la maggior parte degli esperimenti che coinvolgono sospensioni colloidali si sono basati su colloidi o particelle sferiche. Questa volta, il team si è reso conto che in natura prevalgono i colloidi deformati e ha creato piccole particelle di plastica, allungandole e raffreddandole fino a quando non hanno acquisito forme ellittiche.

“Grazie alla loro forma, le nostre particelle hanno un orientamento – a differenza delle particelle sferiche“, ha detto Andreas Zumbusch, uno degli autori dello studio, recentemente pubblicato su Proceedings of the National Academy of Sciences. Ciò facilita l’osservazione di comportamenti complessi completamente nuovi non studiati in precedenza.

Come si comporta questa specie di vetro

Il vetro liquido è il risultato di gruppi di questi colloidi ellittici che si bloccano a vicenda: si muovono, ma non ruotano. Le particelle hanno una maggiore flessibilità rispetto alle molecole di vetro, ma non abbastanza per confrontarle con i materiali normali.

“Da un punto di vista teorico, questo è incredibilmente interessante. Le nostre esperienze forniscono una sorta di prova dell’interazione tra le fluttuazioni critiche e la struttura cristallina che la comunità scientifica sta cercando da molto tempo”, ha commentato il ricercatore Matthias Fuchs.

Il team ritiene che il nuovo stato della materia possa aiutare a far luce sul comportamento di molecole e sistemi complessi, che vanno da sistemi molto piccoli (biologici) a sistemi più grandi (cosmologici). Inoltre, può anche avere un impatto sullo sviluppo di dispositivi a cristalli liquidi, come i monitor dei computer.

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