p Os materiais em estado vítreo estão por toda parte em nossas vidas e têm contribuído para a humanidade por muitos anos. Hoje, eles desempenham um papel fundamental em várias tecnologias, incluindo fibras ópticas. Embora acreditemos que o vidro é altamente estável, às vezes cristaliza, resultando em perda de transparência e isotropia, características essenciais do vidro, que tem sido um problema significativo em aplicações industriais. A razão pela qual a cristalização ocorre em um estado sólido com quase nenhum movimento molecular é um grande mistério. Sua compreensão pode ajudar a prevenir ou otimizar o crescimento de cristais no super-resfriamento profundo. p Em um estudo publicado recentemente em Materiais da Natureza , pesquisadores do Institute of Industrial Science, A Universidade de Tóquio, Fudan University, Universidade de Pequim, e as instituições colaboradoras conduziram estudos experimentais e computacionais sobre o crescimento rápido de cristais sob super-resfriamento profundo. Seu trabalho fornece uma visão crítica sobre o mecanismo de crescimento rápido de cristal em temperaturas ultrabaixas, contribuindo para muitas aplicações tecnológicas, melhorando a estabilidade do vidro ou produzindo cristais de alta qualidade.

p "O crescimento de cristais em vidros é um complexo, problema de décadas. Como as estruturas precursoras superam a desordem na fase líquida para se organizar em cristais permanece controverso, "diz Peng Tan, co-autor sênior.

p Uma chave para o crescimento rápido do cristal revelado por simulações e experimentos é que as interfaces sólido-líquido nos líquidos super-resfriados são espessas e ásperas. A grande área de contato entre as ilhas ordenadas e o líquido desordenado circundante ajuda a quebrar a desordem e facilita o rápido crescimento do cristal.

p "Outro resultado importante é que o estado desordenado é inerentemente instável mecanicamente, levando a uma reação em cadeia semelhante a um dominó de crescimento de cristal, "explica Hajime Tanaka, co-autor sênior. "Isso é facilitado pela capacidade das regiões do cristal, recém-formadas e imperfeitamente ordenadas, de se reordenar e, assim, evitar o acúmulo de desordem."

p Como os pesquisadores podem usar esse conhecimento? Pode-se promover o crescimento do cristal aumentando a capacidade de um líquido super-resfriado de desenvolver estruturas precursoras e se reorganizar a partir de uma ordenação subotimizada. Tanaka, Bronzeado, Xu, e os colegas de trabalho estão otimistas de que os pesquisadores usarão esses insights para descobrir quais materiais apresentam as propriedades necessárias para melhorar a estabilidade do vidro ou a formação de cristais de alta qualidade. Com mais desenvolvimento, existem aplicações claras para vidros ultraestáveis ​​e cristais quase perfeitos.