Tracce DSC del sistema La(Ce)NiAl, le frecce indicano la temperatura calorimetrica di transizione vetrosa (Tg) (a sinistra). La dipendenza dalla temperatura del modulo di perdita del sistema La(Ce)NiAl normalizzato dal valore di picco massimo. Le frecce indicano la temperatura di α-rilassamento (Tα) (a destra). Credito:Università di Tohoku
Un gruppo collaborativo della Tohoku University e della Johns Hopkins University ha fornito preziose informazioni sulla transizione vetrosa.
Quando un liquido si raffredda rapidamente, acquista viscosità e alla fine diventa un vetro solido rigido. Il punto in cui lo fa è noto come transizione vetrosa.
Ma l'esatta fisica dietro la transizione vetrosa, e la natura del vetro in generale, pongono ancora molte domande agli scienziati.
Gli occhiali metallici (MG) sono molto ricercati poiché combinano la flessibilità della plastica con la forza dell'acciaio. Sono materiali amorfi con una struttura atomica disordinata e presentano caratteristiche termodinamiche e dinamiche uniche e divergenti, soprattutto quando ci si avvicina alla temperatura di transizione vetrosa.
La transizione vetrosa in MG è solitamente determinata da misurazioni calorimetriche e dinamiche. La transizione vetrosa calorimetrica rileva la temperatura alla quale il calore specifico ha un brusco salto, mentre la transizione dinamica esamina le diverse risposte di rilassamento che emergono con l'aumento delle forme di temperatura.
In genere, la temperatura calorimetrica di transizione vetrosa segue lo stesso andamento della temperatura di α-rilassamento dinamico.
Però, il gruppo collaborativo ha scoperto che l'entropia ad alta configurazione influenza significativamente la transizione vetrosa dei MG e porta al disaccoppiamento tra le transizioni vetrose calorimetriche e dinamiche dei vetri metallici ad alta entropia.
I risultati della loro ricerca sono stati pubblicati sulla rivista Comunicazioni sulla natura il 22 giugno, 2021.
Il loro studio presenta un nuovo sistema di formazione del vetro che utilizza un'elevata entropia configurazionale, denominati vetri metallici ad alta entropia (HEMG).
Il gruppo comprendeva il professor Jing Jiang e il professor Hidemi Kato dell'Istituto per la ricerca sui materiali della Tohoku University e il professor Mingwei Chen della Johns Hopkins University.
"Siamo entusiasti di questa scoperta e crediamo che questo lavoro favorisca la nostra comprensione del meccanismo fondamentale alla base della transizione vetrosa, " hanno detto i membri del gruppo di ricerca.
