Más fuerte que el acero pero de fácil fabricación, Los vidrios metálicos a granel son metales que carecen de una estructura cristalina atómica ordenada. El misterio de cómo se empaquetan los átomos en estos vasos se ha estudiado durante décadas. Ahora, experimentos informáticos recientes han resuelto un debate sobre el empaquetamiento atómico en una variedad de escalas de longitud. Las simulaciones revelaron que la estructura en varias escalas de longitud no es similar.

El esclarecimiento del empaque atómico aclara un debate de larga data sobre la estructura de los vidrios metálicos a granel. Los resultados mejoran nuestra comprensión de las propiedades de estos vidrios y otros sólidos ordenados aleatoriamente. Por ejemplo, el trabajo explica mejor las características clave, como la forma en que el vidrio metálico cambia las propiedades con la temperatura, y cómo reacciona al estrés. También, este trabajo beneficia a los científicos que trabajan en el diseño de vidrios metálicos de alta resistencia.

Los vidrios metálicos a granel son una clase de metales que carecen de una estructura cristalina ordenada. Esta característica conduce a propiedades únicas, pero también da como resultado una gran variabilidad de propiedades que no es predecible. También, la falta de orden generalmente conduce a una mala resistencia a los impactos bruscos (baja tenacidad). Está bien establecido que estos materiales poseen un orden local en escalas de longitud atómica, pero la forma en que este orden se manifiesta a escalas más grandes de "rango medio" es un área de investigación continua. Una teoría es que el empaquetamiento atómico es "fractal"; es decir, las estructuras / grupos de átomos son similares en una variedad de escalas de longitud (al igual que un pequeño riachuelo en el lodo tiene la misma estructura que el enorme delta del río Mississippi).

Comprender con precisión cómo se puede describir ese orden es importante para predecir propiedades y establecer nuevas direcciones que permitan diseñar el comportamiento físico y mecánico de los vidrios metálicos. En este estudio, Los investigadores realizaron simulaciones atómicas por computadora a gran escala de una variedad de composiciones de aleación de vidrio metálico para realizar mediciones precisas tanto de la separación de átomos individuales como de la separación de grupos. La realización de este análisis con un conjunto tan grande de datos de simulación permitió realizar mediciones en un rango más amplio de escalas de longitud. Reveló que el empaque no era fractal.

Los nuevos resultados también identificaron los desafíos inherentes a la extracción de conclusiones sobre la estructura atómica de estos sistemas multicomponente mediante experimentos basados ​​en la dispersión. Los resultados ilustraron características asociadas con la deformación uniforme que pueden guiar análisis futuros. Más lejos, los investigadores categorizaron en qué nivel estaban conectadas las pequeñas unidades estructurales, lo que ayudará a sentar las bases para un análisis más detallado del comportamiento inusual de los vidrios metálicos a granel.