Uma equipe da Universidade de Tóquio descreveu com detalhes sem precedentes o raro fenômeno das transições de fase líquido para líquido em uma substância pura. Ao mostrar como um líquido feito de apenas um tipo de molécula pode alternar entre os estados líquido e vítreo, esta pesquisa pode levar a uma nova maneira de controlar as propriedades de transporte de um líquido.

As transições de fase incluem fenômenos como derretimento do gelo (sólido para líquido), ou vapor vindo de uma chaleira (líquido a gás). Contudo, o estudo de como um arranjo de moléculas se transforma em outro revela detalhes complexos sobre a força de suas interações. Em transições de fase convencionais, como com uma barra de ferro derretendo em metal fundido, o calor adicionado faz com que os átomos vibrem tão violentamente que eles se libertam de sua estrutura sólida e assumem a forma líquida. A equipe da Universidade de Tóquio estudou um tipo muito mais raro de transição de fase:de um estado líquido para outro. Nesta pesquisa, eles descobriram que mesmo sem mudar a temperatura, O trifenilfosfito de fluxo relativamente livre pode gradualmente vitrificar para um estado vítreo no qual as moléculas permanecem desordenadas, mas são muito menos móveis. As diferentes fases foram identificáveis ​​experimentalmente com base na rapidez com que as moléculas podem relaxar após serem perturbadas.

"Ao contrário da intuição, há um crescente corpo de evidências experimentais e teóricas de que mesmo uma substância de um único componente pode ter vários estados líquidos, "diz o autor principal Hajime Tanaka. Eles descobriram que a transição de fase pode ocorrer de duas maneiras muito diferentes. A primeira é chamada de" nucleação e crescimento, "um processo lento que requer o surgimento de uma fase na outra superando uma barreira para começar. O outro tipo é a decomposição espinodal, em que a transição pode prosseguir suavemente sem qualquer barreira. Os pesquisadores também descobriram uma temperatura crítica, acima do qual apenas o crescimento nucleado poderia ocorrer, mas abaixo desta temperatura, decomposição espinodal foi possível.

“Do ponto de vista da praticidade, O trifenil fosfito pode ser um dos melhores sistemas para estudar as transições de líquido para líquido, uma vez que a transformação ocorre à pressão ambiente e temperaturas moderadas, "diz o primeiro autor Ken-ichiro Murata." Transições de fase, particularmente aqueles que envolvem uma mudança de um estado líquido para um estado vítreo, são freqüentemente usados ​​na fabricação de polímeros. Essa pesquisa pode aumentar muito nossa capacidade de otimizar e controlar esses processos. "

O estudo é publicado em PNAS .