p O vidro é um dos materiais mais comuns que usamos todos os dias, mas a estrutura detalhada desse material não metálico e não líquido sempre foi um grande mistério na ciência. Uma equipe de pesquisa co-liderada por cientistas da City University of Hong Kong (CityU) descobriu com sucesso que o vidro metálico amorfo e cristalino tem os mesmos blocos de construção estruturais. E é a conectividade entre esses blocos que distingue os estados cristalino e amorfo do material. As descobertas lançam luz sobre a compreensão da estrutura do vidro. p O vidro é um sólido amorfo não cristalino com amplo uso prático e tecnológico no dia a dia. Além do vidro de cal sodada usado nas janelas, existem muitos outros tipos de vidros, como vidro metálico. O material da fase de vidro é misterioso e especial:por fora, o material se comporta como um sólido, mas por dentro, parece tão desordenado quanto um líquido. Portanto, sua estrutura há muito tempo é o foco da pesquisa científica.

p Uma equipe de pesquisa co-liderada pelo professor Wang Xunli, Professor titular de Física e chefe do Departamento de Física da CityU, descobriu uma ligação estrutural entre um sólido de vidro e sua contraparte cristalina, que é um grande avanço na compreensão da estrutura detalhada do material amorfo. O trabalho foi publicado em Materiais da Natureza , intitulado "Um motivo de estrutura de médio alcance ligando o estado amorfo e cristalino."

p "A estrutura do vidro tem sido um grande desafio científico, "disse o professor Wang.

p Ao contrário de um sólido cristalino que consiste em empilhamento periódico (ordem de longo alcance) de blocos de construção fundamentais conhecidos como células unitárias, um material de vidro não tem pedidos de longo prazo. Mas um material de vidro ordenou estruturas de curto alcance (2 ^-5 Å) e médio (5 ^-20 UMA), e escalas de comprimento ainda mais longas. Contudo, devido à falta de contraste resultante da natureza amorfa do material, era difícil para os cientistas determinar experimentalmente a natureza da ordem de médio alcance. Como resultado, permaneceu um mistério científico se existe qualquer ligação estrutural em escalas de médio ou longo comprimento entre o material amorfo e suas contrapartes cristalinas. Para complicar ainda mais o problema, um material amorfo muitas vezes cristaliza em uma fase de composição diferente, com blocos de construção estruturais subjacentes muito diferentes.

p Para superar este desafio, a equipe capturou uma fase cristalina intermediária por meio do controle preciso do aquecimento de um vidro metálico (uma liga de paládio-níquel-fósforo (Pd-Ni-P)) em alta temperatura.

p A equipe posteriormente empregou diferentes técnicas avançadas de análise de estrutura, incluindo microscopia eletrônica de transmissão de alta resolução, difração de raios-X síncrotron de alta precisão e análise automatizada de imagens por computador. Ao comparar as estruturas do vidro metálico (liga) em seus estados amorfo e cristalino intermediário, a equipe descobriu que ambas as formas das ligas compartilham o mesmo bloco de construção, que é um agrupamento de prisma trigonal tricapado de seis membros (6M-TTP) que consiste em átomos de paládio, níquel, e fósforo. A equipe também concluiu que é a conectividade entre os clusters que distingue os estados cristalino e amorfo.

p "Nosso estudo experimental mostra que os blocos de construção estruturais que ligam os estados amorfo e cristalino, como o cluster de prisma trigonal para vidro metálico Pd-Ni-P, poderia muito bem se estender para a escala de comprimento de médio alcance, na ordem de dezenas de angstroms (Å), que poderia ser uma característica universal para materiais amorfos. Esta descoberta sugere fortemente que a estrutura do vidro se diferencia de sua contraparte cristalina, principalmente na conectividade dos blocos de construção estruturais, "disse o professor Wang.

p Os pesquisadores acreditavam que entender a estrutura molecular do material amorfo era vital para o projeto de novos materiais porque a estrutura determinava as propriedades. "Nosso estudo experimental lançou luz sobre a estrutura de materiais amorfos em escalas de comprimento estendidas. Isso ajudará muito em nossos esforços para descobrir a estrutura do vidro, "Professor Wang acrescentou.