Tiene solo un par de moléculas de espesor, y no podría ser más delgado:la lámina de vidrio que científicos de la Universidad de Ulm y la Universidad de Cornell han descubierto por accidente. Este descubrimiento ahora ha sido reconocido como un récord mundial con una entrada en Guinness World Records 2014. "Aunque el vidrio es transparente, los átomos de silicio y oxígeno individuales pueden hacerse visibles bajo el microscopio electrónico ", explica Ute Kaiser. El profesor de física experimental dirige el grupo de microscopía electrónica de ciencia de materiales en la Universidad de Ulm. Ella todavía está fascinada por este viaje de descubrimiento tan especial, que ha tardado más de un año:"Paso a paso tenemos, a través de nuestros experimentos y reflexiones, desentrañó los secretos del material, y esto fue increíblemente emocionante. Un verdadero thriller científico ".

Simon Kurasch, en ese momento todavía era un estudiante graduado que estudiaba un doctorado con Ute Kaiser en la Universidad de Ulm, estaba investigando la estructura atómica de una muestra de grafeno bajo un microscopio electrónico de transmisión de muy alta resolución. Se trata de una monocapa compuesta únicamente por átomos de carbono cuya estructura atómica hexagonal recuerda a un panal de abejas y por cuyo descubrimiento se otorgó el Premio Nobel en 2010. En realidad, esta había sido una investigación de rutina para el físico. Pero en un examen más detenido, el joven investigador descubrió una estructura completamente inesperada y nunca antes vista:"Está maravillosamente ordenada y al mismo tiempo completamente caótica", así describe Kurasch este hallazgo fortuito. Sobre el grafeno se había formado una capa extremadamente fina de una sustancia desconocida. Consultas realizadas al Max-Planck-Institute for Solid State Research en Stuttgart, que había producido el grafeno sobre una película de cobre en un horno revestido de vidrio de cuarzo de acuerdo con un método estándar, incitado incredulidad. El equipo de investigadores allí, organizado en torno al nanofísico de estado sólido Dr. Jurgen Smet, inicialmente no pudo encontrar ningún sentido a este hallazgo.

El físico de Ulm se dirigió al profesor de física David Muller, su colega en ciencia durante muchos años y el Director del Instituto Kavli para Nanoscala en la Universidad de Cornell (NY). Quizás su equipo en el estado de Nueva York podría contribuir con imágenes de muy alta resolución y datos espectroscópicos sobre la naturaleza química del material. Muller estuvo de acuerdo. Se creó un equipo de investigadores germano-estadounidense de cuatro miembros, compuesto por los dos científicos de Ulm junto con Muller y Pinshane Huang, su estudiante de posgrado estudiando un doctorado; el equipo había estado realizando una investigación conjunta en la Universidad de Cornell durante algún tiempo. Muller pronto señaló el resultado a un compuesto de oxígeno y silicio. Se buscaron con urgencia más pistas para explicar la composición química precisa del misterioso material. Resultó que la capa ultrafina consistía en dióxido de silicio, es decir, vidrio. Con su estructura atómica especial, este material amorfo sigue desconcertando a la comunidad científica. Como resultado, Todavía era una cuestión para el grupo internacional de físicos aclarar la configuración molecular de la hoja de vidrio.

Por tanto, Ute Kaiser buscó el consejo de sus colegas finlandeses. Dr. Arkady Krasheninnikov de la Universidad Aalto de Helsinki, un experto probado en el cálculo de la estabilidad de enlaces atómicos, finalmente pudo demostrar con sus colegas que el dióxido de silicio adquiere la configuración más estable posible en dos capas, es decir, una 'doble capa'. "Así que, según todos los resultados analíticos y teóricos juntos, habíamos encontrado la hoja de vidrio más delgada imaginable, que, por tanto, era en realidad bidimensional ", según el equipo. Así, los científicos pudieron por primera vez obtener una visión clara de la estructura atómica de este material especial.

El vidrio es un material "amorfo", cuales, aunque tiene las propiedades físicas de un sólido, exhibe en su estructura atómica propiedades tanto de líquidos como de sólidos. "Si se examinan imágenes de microscopio electrónico, se puede ver una capa de polígonos irregulares y dispares. Parece una alfombra de trapo compuesta principalmente de pentágonos, hexágonos heptágonos y octágonos ", explica el experto en microscopía electrónica de Ulm, Ute Kaiser. "Utilizando nuestros resultados, Sorprendentemente pudimos confirmar una terapia formulada por W.H. Zachariasen en 1932 ". La hipótesis de la red formulada por el físico noruego-estadounidense sobre la estructura atómica del vidrio postulaba:en términos generales, que el vidrio está en su estructura atómica básica, que consiste en tetraedros de SiO4, similar al cristal, con la única diferencia de que estos tetraedros están conectados entre sí de forma mucho más aleatoria que en un cristal organizado con mucha regularidad, de modo que la disposición parece mucho más irregular.

Este "thriller" científico, cuyos resultados fueron publicados en Nano letras en 2012, También tuvo un doble final feliz para el equipo internacional de investigadores. El equipo no solo logró identificar el vidrio más delgado imaginable, sino que también resolvió un rompecabezas de la ciencia de los materiales sin resolver. Finalmente, La cuestión de la estructura atómica del vidrio no es sólo una de las grandes cuestiones de la ciencia inorgánica, sino también uno de los mayores problemas analíticos de la física. Por tanto, la entrada en el libro Guinness es bien merecida.