Los investigadores han descubierto que el líquido tiene estructura en determinadas circunstancias, y que esta estructura influye significativamente en la misteriosa y compleja formación de los vidrios metálicos.

Moldeable como el plástico pero fuerte como el metal, Los vidrios metálicos son una clase relativamente nueva de materiales hechos de complejos, aleaciones multicomponente. Sus propiedades únicas provienen de cómo sus átomos se colocan en una disposición aleatoria cuando se enfrían de un líquido a un sólido. Pero controlar este proceso y sacar el máximo provecho de estos materiales ha resultado complicado, ya que aún se desconoce mucho sobre lo que sucede en el proceso de enfriamiento.

Un nuevo estudio publicado en Comunicaciones de la naturaleza , proporciona algunas respuestas.

Los investigadores, dirigido por Judy Cha, Carol and Douglas Melamed Assistant Professor of Mechanical Engineering &Materials Science, descubrió que los vidrios metálicos en estado líquido forman periódicamente estructuras cristalinas:sus átomos que se mueven libremente se organizan en ciertos patrones. Esto sucede en la interfaz del líquido y el sólido, es decir, cuando el material fundido se ha solidificado parcialmente, el líquido adyacente forma una estructura que hace que la parte sólida crezca hasta 20 veces más rápido de lo que lo haría de otra manera.

"Destacamos esa brecha en nuestro conocimiento, "dijo Cha, quien también es miembro del Instituto de Ciencias de la Energía de Yale en el Campus Oeste. "El campo de la cristalización es muy maduro, pero las cuestiones fundamentales siguen abiertas ".

Para el estudio, Los investigadores utilizaron microscopía electrónica de transmisión para observar en tiempo real el proceso de cristalización en varillas de vidrio metálico del tamaño de nanoescala. Poder observar el material a escala atómica, encontraron que el vidrio metálico cristalizaría a una velocidad de 15 a 20 átomos por segundo si el líquido formara una estructura. Cuando no tenía estructura, la velocidad era de tres a cinco átomos por segundo.

Yujun Xie, un doctorado candidato en el laboratorio de Cha y autor principal del artículo, dijo que el siguiente paso es ampliar las aplicaciones de lo que han aprendido.

"¿Cómo nuestro estudio da una idea de la formación de otros materiales, y ¿cómo podemos diseñar la formación y la estructura de otros materiales? ”, dijo.

Los otros autores del estudio son Sungwoo Sohn, Minglei Wang, Huolin Xin, Mark D. Shattuck, Corey S. O'Hern, y Jan Schroers.