Un paso más hacia el "vidrio perfecto"

Los vidrios son diferentes de los cristales. Los cristales se organizan en patrones repetitivos que se extienden en todas direcciones. Los vidrios no tienen esta organización estricta, aunque a veces muestran orden entre átomos vecinos.

Una nueva investigación del Laboratorio Geofísico del Instituto Carnegie desvela que es viable crear un vidrio metálico cuya estructura esté organizada a mayor escala.

Los científicos han descubierto vidrios que muestran orden entre los átomos vecinos más cercanos, lo que se conoce como orden de alcance corto. También se sabe de vidrios con un orden de alcance medio.

La mayoría de las investigaciones sobre la búsqueda o producción de un vidrio con un orden de alcance largo, casi cristalino, conocido como el estado del vidrio perfecto, han sido realizadas sobre hielo, sílice y zeolita. Pero, hasta ahora, ninguna investigación sobre vidrio con orden de alcance largo ha tenido éxito.

Los autores del nuevo estudio, incluyendo a Ho-Kwang (Dave) Mao, se centraron en vidrio metálico hecho de los elementos cerio y aluminio. Los vidrios metálicos son un tema muy abordado por investigaciones actuales. El interés que despiertan deriva del hecho de que son menos quebradizos que los vidrios comunes y más resistentes que los metales convencionales. Combinan las ventajas de metales y vidrios normales, y evitan muchos de los problemas de unos y otros. Cada una de estas dos clases de materiales posee una gama muy amplia de aplicaciones potenciales.

Al someter el vidrio de cerio-aluminio a 25 gigapascales de presión (unas 250.000 veces la presión atmosférica normal) el equipo consiguió crear un cristal individual. Cuando la presión a la que estaba sometido el vidrio volvió a ser la presión ambiental normal, el material conservó el nuevo orden estructural.

Utilizando técnicas de rayos X y simulaciones, el equipo ha determinado que las estructuras atómicas del cerio y el aluminio evitan que el vidrio pase a un estado ordenado de alcance largo a presiones normales. Sin embargo, a 25 gigapascales de presión, se transfiere un electrón del cerio, permitiendo que aparezca una estructura cristalina.

Estos resultados demuestran que el vidrio de cerio-aluminio sometido a un tratamiento de alta presión podría constituir un sistema adecuado para descubrir el tan buscado "vidrio perfecto".