Un fenómeno que se había visto anteriormente cuando los investigadores simulaban las propiedades de los núcleos de los planetas a presiones extremas, ahora también se ha observado en titanio puro a presión atmosférica. Cadenas de átomos se mueven a la velocidad del rayo dentro del material sólido.

"El fenómeno que hemos descubierto cambia la forma en que pensamos sobre el transporte de masa en los metales. Explica las propiedades de los metales que tenemos, hasta ahora, no he podido entender. Es demasiado pronto para decir qué significa esto en términos prácticos, pero cuanto más sabemos sobre cómo funcionan los materiales en diferentes condiciones, las mejores posibilidades tenemos de desarrollar materiales con propiedades nuevas o mejoradas, "dice Davide Sangiovanni, investigador de la División de Física Teórica de LIU y autor principal de un artículo que ha sido publicado en Cartas de revisión física .

Estructura cristalina

En materiales sólidos como metales, los átomos están dispuestos en una estructura cristalina bien organizada, a distancias definidas entre sí. La difusión ocurre típicamente como saltos "raros" aislados de átomos en vacantes (defectos de cristal). Sin embargo, para algunos materiales, como los conductores de iones rápidos a temperaturas elevadas, o agua ("hielo superiónico") y hierro a las presiones extremas que se encuentran en los núcleos planetarios:largas cadenas de átomos / iones pueden comenzar repentinamente a moverse a una velocidad sorprendentemente alta como entidad. El proceso ocurre en escalas de tiempo de picosegundos o nanosegundos, y no afecta la estructura cristalina. El fenómeno a veces se denomina "difusión concertada, "" difusión superiónica "o" difusión similar a un líquido, "y se ha descrito en varios artículos teóricos.

El descubrimiento más emocionante que ha hecho, sin embargo, junto con colegas de la Universidad de Linköping y universidades de Alemania y Rusia, es que la misma difusión puede tener lugar en la fase cúbica del titanio puro, a presión atmosférica normal y a una temperatura por debajo del punto de fusión.

Difusión concertada

Titanio, circonio y hafnio, que están todos en el Grupo IVB de la tabla periódica, tienen varias propiedades características que los investigadores no han podido explicar hasta ahora.

"En el artículo, mostramos que las propiedades anómalas de los metales del Grupo IVB en su estructura cúbica se originan a partir de la difusión concertada, en el que las cadenas atómicas se retuercen a través del cristal sólido, "dice Davide Sangiovanni.