Empurre os materiais até seus limites, e coisas estranhas podem ocorrer – como a descoberta de uma fase de líquido até então desconhecida, que foi relatada por cientistas observando o desenvolvimento de vidro superfino de alta densidade.
Esses tipos de vidro são usados de várias maneiras, incluindo em telas OLED e fibras ópticas, mas podem ter problemas de estabilidade. É por meio de um esforço para resolver esses problemas que esse tipo diferente de material veio à tona.
Crucialmente, a fase líquida recém-descoberta promete vidro fino que é mais estável e mais denso do que os materiais que vieram antes – uma progressão que pode abrir diferentes maneiras de usar o vidro e até mesmo tipos de dispositivos completamente novos.
“Existem muitas propriedades interessantes que surgiram do nada, e ninguém pensava que em filmes finos você seria capaz de ver essas fases”, diz o físico Zahra Fakhraai, da Universidade da Pensilvânia.
“É um novo tipo de material.”
O vidro é um tipo de material muito especial que normalmente se forma quando um líquido se solidifica. Embora suas propriedades se tornem muito semelhantes às de um sólido, internamente a estrutura do vidro não muda muito desde a fase líquida. Continua sendo uma transição fascinante para os cientistas.
No caso do vidro ultrafino, essa transição pode ser difícil de administrar sem encontrar problemas como a cristalização, especialmente em escalas maiores. Os vidros finos retêm mais propriedades líquidas do que o normal, o que pode causar instabilidade e degradação.
Em outros vidros, uma técnica conhecida como deposição de vapor – onde um gás é transformado em líquido diretamente – é usada em vez de resfriar um líquido, mas não está claro se isso ajudaria com vidros finos.
No novo estudo, os pesquisadores passaram anos trabalhando em experimentos para estabelecer que a deposição de vapor na verdade reduziria algumas das propriedades de líquido do vidro fino. Foi por meio desse processo que surgiu a nova fase do líquido – diferente da fase líquida normal observada na produção desse tipo de vidro.
“Os dois líquidos têm estruturas distintas, semelhantes ao grafeno e ao diamante, que são sólidos feitos de carbono, mas existem em formas sólidas muito diferentes”, disse Fakhraai.
Experimentos subsequentes confirmaram o empacotamento de moléculas individuais em uma estrutura que não era um cristal, mas outra coisa. Com base na geometria da fase, os pesquisadores acreditam que pode haver implicações para outros tipos de materiais também.
Isso significa o potencial de produção de vidros ultrafinos com densidade muito maior – maior que o cristal em alguns casos – por meio da deposição de vapor e da nova fase de líquido no vidro.
Outros estudos estão planejados para estabelecer exatamente como essa transição de fase ocorre, incluindo um exame mais detalhado da fase de deposição, e isso pode ajudar os cientistas a resolver alguns dos outros mistérios remanescentes do vidro.
“Nossa esperança é que esse entendimento fundamental motive mais aplicações e uma melhor capacidade de projetar vidros de filme fino com propriedades igualmente aprimoradas”, disse Fakhraai. “Se as relações estrutura-propriedade forem entendidas em filmes finos, podemos fazer melhor por design.”
Publicado em 28/07/2021 22h59
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