p Os vidros têm uma estrutura desordenada de tipo líquido, mas propriedades mecânicas de tipo sólido. Isso leva a um dos mistérios centrais dos vidros:por que eles não fluem como líquidos? Esta questão é tão importante que foi selecionada pela revista Ciência em 2005 como um dos 125 principais, questões científicas não respondidas, e um dos 11 problemas físicos importantes não resolvidos. p Dificilmente podemos observar os movimentos dos átomos em uma escala de comprimento de ~ 0,1 nanômetro e em uma escala de tempo de ~ 1 nanossegundo. Felizmente, Contudo, os cientistas descobriram que os sistemas coloidais têm comportamentos de fase semelhantes aos sistemas atômicos. Os colóides são considerados grandes "átomos" que revelam informações microscópicas sobre as transições de fase que não podem ser facilmente obtidas a partir de materiais atômicos.

p Na década passada, vidros coloidais têm atraído muito interesse, resultando em inúmeras descobertas importantes. Contudo, a maioria desses estudos é sobre partículas esféricas que tendem a formar estruturas cristalinas locais ou de alcance intermediário. Infelizmente, tais estudos não são amplamente aplicáveis, uma vez que a maioria dos vidros não é composta de esferas e não tem estrutura cristalina.

p Para combater este problema, pesquisadores do Instituto de Mecânica da Academia Chinesa de Ciências e da Universidade de Ciência e Tecnologia de Hong Kong recentemente conduziram estudos experimentais pela primeira vez em sistemas vítreos compostos de partículas não esféricas.

p Os pesquisadores descobriram que as monocamadas de elipsóides monodispersos são bons formadores de vidro e não formam estruturas cristalinas locais. Assim, eles fornecem um sistema ideal e geral para detectar a origem estrutural da dinâmica de desaceleração conforme a transição vítrea é abordada.

p Na verdade, os formadores de vidro têm fortes heterogeneidades dinâmicas, ou seja, algumas regiões se movem rapidamente e outras lentamente. Esses resultados mostram que estruturas com baixa entropia estrutural correspondem bem com dinâmica lenta, enquanto que as regiões de relaxamento rápido (fluindo) têm alta entropia estrutural.

p Em vidros compostos por partículas esféricas, algumas estruturas poliédricas eram geralmente consideradas responsáveis ​​pela dinâmica lenta. Contudo, um tipo de poliedro só existe em certos sistemas de esferas. A entropia estrutural mede o nível de desordem em uma estrutura, incluindo várias estruturas locais específicas, por exemplo. poliedros virosos que existem em sistemas compostos por esferas. Então, a baixa entropia estrutural é uma característica estrutural geral da dinâmica lenta na matéria vítrea, que se mantém em sistemas compostos de esferas e não esferas.

p Além disso, os pesquisadores observaram comportamentos críticos semelhantes aos de Ising em um ponto de transição vítreo ideal em estruturas estáticas e dinâmicas lentas. Tais comportamentos são uma característica quantitativa da transição termodinâmica que explica se a transição vítrea é puramente dinâmica ou termodinâmica (estrutural), uma vez que não há estruturas de pedidos em vidros.

p "A observação de comportamentos críticos em vidros elipsóides fornece evidências quantitativas muito mais sólidas da natureza termodinâmica da transição vítrea, "disse Wang Yuren, autor correspondente do estudo. "Os resultados lançam uma nova luz sobre os mistérios da teoria do vidro e o design de materiais com alta estabilidade e capacidade de formação de vidro."