¿El vidrio es sólido o líquido? Esta pregunta, que ha sido fuertemente debatido por especialistas en la materia durante algunas décadas, acaba de recibir una nueva respuesta:"El vidrio es un desequilibrio, estado no cristalino de la materia que parece sólida en un corto período de tiempo, pero que se relaja continuamente hacia el estado líquido ".

Una definición alternativa más elaborada es la siguiente:"El vidrio es un desequilibrio, estado condensado no cristalino de la materia que presenta una transición vítrea. La estructura de los vasos es similar a la de sus líquidos superenfriados parentales (SCL), y se relajan espontáneamente hacia el estado SCL. Su destino final en el límite del tiempo infinito, es cristalizar ".

"Hay varias definiciones de vidrio, pero la mayoría contienen errores graves, "dijo Edgar Dutra Zanotto, uno de los autores de la nueva definición. "Muchas definiciones dicen que un vaso es un sólido, y otros dicen que es un material isotrópico [cuyas propiedades son las mismas en todas las direcciones], pero muchos vasos no lo son ".

Junto con John C. Mauro, Profesor de Ciencia e Ingeniería de Materiales en Penn State University en los EE. UU., Zanotto publicó un artículo en el que sostiene que "la estructura [del vidrio] es muy diferente a la de los sólidos. El vidrio se relaja continuamente y cristaliza". El artículo fue publicado en Diario de sólidos no cristalinos .

El investigador apunta que decenas de artículos ya han colocado al vidrio fuera de la categoría de sólidos por tres características. Uno de ellos es que la estructura del vidrio es muy similar a la de los líquidos a partir de los cuales está formado. Otro es que el vidrio fluye (se deforma) espontáneamente con el tiempo en respuesta a una presión mínima, que puede ser menor que la acción de la gravedad. Los sólidos cristalinos se deforman solo en respuesta a la presión externa que es inversamente proporcional a la temperatura. Cuanto menor sea la temperatura, cuanto mayor sea la presión que se debe aplicar a un sólido cristalino para deformarlo, Zanotto explicó.

"Por otra parte, cualquier presión positiva o tensión diferente de cero es suficiente para que un vaso fluya a cualquier temperatura, ", dijo." El tiempo que se tarda en deformar depende principalmente de la temperatura y la composición química. Si la temperatura a la que se somete el vidrio es cercana a cero Kelvin [cero absoluto], tomará un tiempo infinitamente largo para deformarse, pero si se calienta, inmediatamente comenzará a fluir ".

La tercera característica que distingue al vidrio de un sólido es que al final de su existencia, eventualmente cristaliza, mientras que un cristal, por ejemplo, ni fluye ni cristaliza porque ya está en estado sólido. Basado en estas tres características, Zanotto y Mauro proponen definir el vidrio como un "líquido congelado", un material con la estructura de un líquido que se ha congelado sin cristalizar al ser enfriado por debajo de una determinada temperatura. conocida como temperatura de transición vítrea.

"Nos tomó mucho tiempo reunir estos conceptos de sólido y líquido, cristal y no cristal, y congelado, que en el artículo tiene el significado de un estado temporal, y llegar a la definición moderna mejorada de vidrio, "Dijo Zanotto.

Debate acalorado Discusion subida de tono

La iniciativa de proponer una nueva definición de vidrio surgió cuando Zanotto pronunció la Turner Memorial Lecture, titulado "Mitos y maravillas del vidrio, "durante la Conferencia del Centenario de la Sociedad de Tecnología del Vidrio (SGT) en la Universidad de Sheffield en el Reino Unido en septiembre de 2016. Zanotto es el primer brasileño que ha sido invitado a dar la conferencia.

Celebrada en la universidad desde 1966, la Conferencia Conmemorativa de Turner ha sido pronunciada por luminarias como Sir Harry Kroto (1939-2016), quien ganó el Premio Nobel de Química en 1996 por el descubrimiento de los fullerenos (alótropos del carbono también conocidos como nanotubos de carbono); Sir Alastair Pilkington (1920-1995), quién inventó el proceso de flotación utilizado en todo el mundo para fabricar vidrio laminado; y Larry L. Hench (1938-2015), el inventor del biovidrio.

Una de las preguntas que planteó Zanotto durante la conferencia fue precisamente si el vidrio es sólido o líquido. La pregunta resultó en un acalorado debate con varios científicos en la audiencia, y especialmente Arun Varshneya, Profesor emérito de Ciencia e Ingeniería del Vidrio en la Universidad Alfred en los Estados Unidos, un conocido "gurú del vidrio" y autor de uno de los libros sobre vidrio más leídos del mundo.

Después de la discusión, Zanotto comenzó a intercambiar correos electrónicos con Varshneya y a escribir lo que se convertiría en el Diario de sólidos no cristalinos artículo, con el objetivo de refutar la idea de que el vidrio es un sólido, como lo propugna el científico estadounidense nacido en India.