Home > Artigos > Vidro líquido, já ouviu falar?

22.04.2021

Vidro líquido, já ouviu falar?

A composição molecular do vidro sempre causou espanto nos estudiosos, frequentemente levantando questões relacionadas ao seu estado da matéria. Entretanto, recentemente um grupo de pesquisadores alemães publicou um artigo demonstrando a descoberta de um novo estado da matéria – o vidro líquido – possibilitando novos estudos sobre as características do vidro ao apresentar interações moleculares antes desconhecidas.

A descoberta foi publicada no periódico ‘Proceedings of the National Academy of Sciences’, em um artigo assinado por Andreas Zumbusch, Jörg Roller e uma equipe de físicos da Universidade de Constança, da Alemanha. Os estudos demonstram que, em determinadas densidades de partículas, as moléculas entravam em duas transições concorrentes, mas que interagiam entre si.

Com o auxílio de suspensões coloidais de partículas plásticas elipsoidais (semelhantes à uma bola de futebol americana, e não esféricas, como ocorre normalmente), os físicos perceberam que as partículas conseguiam se mover individualmente, mas não conseguiam girar, comportamento esse que ainda não havia sido observado nos estudos do estado do vidro.

Esse cenário oferece uma transformação de fase regular e outra de não equilíbrio, concorrentes, mas que interagem entre si e provoca um aglomerado molecular que se obstrui mutuamente, possibilitando correlações espaciais características de longo alcance ao evitar a criação de cristais líquidos – este um estado conhecido e esperado pelas normas da termodinâmica.

“(…) Devido às suas formas distintas, nossas partículas [plásticas elipsoidais] têm orientação – em oposição às partículas esféricas – o que dá origem a tipos de comportamentos complexos inteiramente novos e não estudados anteriormente (…)” disse o coordenador da equipe e professor Andreas Zumbusch.

“(…) 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 (…)”, complementou o professor.

Para alcançar esse resultado os físicos alteraram a concentração de partículas nas suspensões e estudaram o movimento de rotação e transação das partículas com o auxílio da microscopia confocal. Os pesquisadores afirmam que a descoberta pode aprimorar o desenvolvimento de telas de cristais líquidos e até mesmo interagir com outras qualidades intrínsecas do vidro.

De uma forma ou de outra, o estudo do vidro líquido adiciona mais um capítulo na grande discussão sobre o estado físico da matéria do vidro, sugerindo ainda que uma dinâmica parecida possa acontecer em outros estados de matéria amorfos – auxiliando, por exemplo, na compreensão de sistemas moleculares complexos biológicos e/ou cosmológicos.

A fim de contextualização, é possível encontrar diversos estudos e teorias relacionadas ao estado da matéria que fazem com o que a natureza do vidro seja submetida a constantes discussões científicas pelo mundo todo. Isso acontece porque o vidro, como conhecemos, não pode ser considerado um material sólido convencional, porque suas moléculas se comportam de maneira diferente da movimentação encontrada em outros estados da matéria.

Comumente, na passagem de estado do líquido para o sólido de outras matérias, as moléculas se alinham para formar um padrão cristalino, enquanto que no vidro as moléculas congelam no lugar antes de ocorrer a cristalização, cenário que transforma o vidro em um material amorfo, segundo os cientistas.