Las figuras de izquierda y derecha son diagramas esquemáticos de sólido vítreo en dos y tres dimensiones. Se ilustra la modalidad de la dinámica del sólido vítreo en diferentes dimensiones. En tres dimensiones, una partícula vibra dentro de una jaula formada por partículas vecinas, debido a la condición densamente empaquetada de las partículas, e intermitentemente sale de la jaula. En dos dimensiones, Las ondas sonoras vibratorias de longitud de onda larga inducen un movimiento coherente de las partículas con una gran amplitud que, en principio, puede exceder la escala de longitud de los radios de las partículas (el círculo de color aguamarina de la izquierda indica que la partícula enjaulada puede moverse una gran distancia). Crédito:Hayato Shiba
Los científicos en Japón han revelado que si un sólido vítreo posee una estructura plana (en forma de hoja), puede exhibir un movimiento de vibración térmica mejorado debido al mismo mecanismo conocido para los cristales planos (cristales bidimensionales), mediante el uso de simulaciones a gran escala en supercomputadoras.
"Imagínese si pudiéramos hacer una hoja de vidrio, que tiene una forma plana bidimensional (2D), "dice el Dr. Hayato Shiba, del Instituto de Investigación de Materiales (IMR) de la Universidad de Tohoku. "En una dimensión espacial tan limitada, una variedad de fenómenos novedosos tiene lugar en los sistemas "periódicos" habituales (cristales, sistemas de centrifugado, etc.). Esto se debe al movimiento térmico de los componentes que tiene lugar a mayor escala debido a las dimensiones espaciales limitadas ".
Se sabe que tal movimiento térmico mejorado induce nuevos fenómenos físicos que Shiba, y su equipo de investigación de Yasunori Yamada (IMR), Takeshi Kawasaki (Universidad de Nagoya) y Kang Kim (Universidad de Osaka), La esperanza liderará el desarrollo de nuevos materiales y dispositivos funcionales necesarios para la realización de sociedades ahorradoras de energía.
Sin embargo, todavía es incierto si el vidrio 2D, como un sistema "no periódico", exhibe tales movimientos térmicos mejorados.
"Nuestro resultado indica que el vidrio 2D puede volverse blando, gradualmente y para siempre, a medida que avanzamos hacia las escalas macroscópicas. Como consecuencia, la amplitud de la vibración se vuelve infinita debido a los movimientos a gran escala, "dice Shiba.
"En otras palabras, tales materiales pueden exhibir fuertes respuestas a campos externos o deformaciones. La vibración térmica es perfectamente diferente a la de un vidrio 3D, e incluso puede alterar la naturaleza fundamental de la vitrificación y la transición de la fase vítrea ".
En los experimentos, El vidrio 2D se realizó experimentalmente utilizando sistemas coloidales, y también se puede realizar utilizando otros materiales blandos y duros.
