p Pesquisadores do Instituto de Ciência Industrial da Universidade de Tóquio usaram cálculos de dinâmica molecular para simular a capacidade de formação de vidro de misturas metálicas. Eles mostram que mesmo pequenas mudanças na composição podem influenciar fortemente a probabilidade de um material assumir um estado cristalino versus um estado vítreo após o resfriamento. Este trabalho pode levar a uma teoria universal de formação de vidro e mais barata, mais resiliente, vidro eletrocondutor. p Se você tem convidados importantes vindo para o jantar, você pode arrumar sua mesa com copos de cristal caros. Para cientistas, Contudo, cristal e vidro são, na verdade, dois estados muito diferentes que um líquido pode assumir quando resfriado. Um cristal tem uma estrutura de rede tridimensional definida que se repete indefinidamente, enquanto o vidro é um sólido amorfo que carece de ordenação de longo alcance. As teorias atuais sobre a formação do vidro não podem prever com precisão quais misturas metálicas "vitrificarão" para formar um vidro e quais irão se cristalizar. Um melhor, uma compreensão mais abrangente da formação do vidro seria de grande ajuda ao projetar novas receitas para resistências mecânicas, materiais eletricamente condutores.

p Agora, pesquisadores da Universidade de Tóquio usaram simulações de computador de três sistemas metálicos prototípicos para estudar o processo de formação do vidro. "Descobrimos que a capacidade de um sistema multicomponente formar um cristal, em oposição a um copo, pode ser interrompido por pequenas modificações na composição, "primeiro autor Yuan-Chao Hu diz.

p Dito de forma simples, a formação de vidro é consequência de um material evitar a cristalização quando resfriado. Isso bloqueia os átomos em um estado "congelado" antes que eles possam se organizar em seu padrão de minimização de energia. As simulações mostraram que um fator crítico que determina a taxa de cristalização é a energia da interface de cristal líquido.

p Os pesquisadores também descobriram que mudanças na composição elementar podem levar a ordenações atômicas locais que frustram o processo de cristalização com arranjos incompatíveis com a forma usual do cristal. Especificamente, essas estruturas podem impedir que pequenos cristais atuem como "sementes" que nucleam o crescimento de regiões ordenadas na amostra. Em contraste com as explicações anteriores, os cientistas determinaram que a diferença de potencial químico entre as fases líquida e cristalina tem apenas um pequeno efeito na formação do vidro.

p "Este trabalho representa um avanço significativo em nossa compreensão do mecanismo físico fundamental da vitrificação, "O autor sênior Hajime Tanaka diz." Os resultados deste projeto também podem ajudar os fabricantes de vidro a projetar novos sistemas multicomponentes que têm certas propriedades desejadas, como resiliência, dureza e eletrocondutividade. "

p O trabalho é publicado em Avanços da Ciência como "Origem física da formação de vidro a partir de sistemas multicomponentes."