Tuttavia, nel 2007 i ricercatori hanno scoperto che i vetri stabili possono essere prodotti anche condensando il materiale dalla fase vapore, utilizzando un processo chiamato deposizione fisica da vapore. La deposizione di vapore consente alle molecole appena arrivate in superficie di compattarsi meglio, producendo bicchieri più invecchiati.

Ora, un team di ricercatori guidati da Zahra Fakhraai della School of Arts &Sciences dell’Università della Pennsylvania, in collaborazione con scienziati del Brookhaven National Laboratory, hanno scoperto un metodo per accelerare ulteriormente questo processo di invecchiamento, ridefinendo i principi fondamentali che hanno guidato l’invecchiamento formazione di vetro stabile. I loro risultati sono pubblicati sulla rivista Nature Materials .

"Ciò che abbiamo scoperto, paradossalmente, è che, utilizzando un substrato morbido e più flessibile durante il processo di deposizione di vapore, possiamo realizzare vetri più rigidi e più densi rispetto a quelli realizzati in precedenza", afferma Fakhraai. "Questi risultati offrono un nuovo modo per progettare con precisione le pellicole di vetro e aprono la strada alla produzione di materiali durevoli molto più velocemente."

La scoperta è avvenuta in modo fortuito quando Peng Luo, un ricercatore post-dottorato del Gruppo Fakhraai, è stato incoraggiato a sperimentare substrati morbidi per la deposizione del vetro, principalmente come curiosità, "per vedere se substrati più morbidi avrebbero causato danni al materiale", dice. "Ma quello che abbiamo visto era un vetro che mostrava proprietà come se fosse invecchiato per molti milioni di anni, superando di gran lunga ciò che si può vedere con i metodi che utilizzano substrati rigidi tradizionali."

Luo spiega che studi precedenti utilizzavano la velocità di deposizione e la temperatura del substrato per controllare l'assemblaggio delle molecole superficiali dopo l'atterraggio sul substrato e che a temperature appropriate, più lenta è la velocità di deposizione, maggiore sarà il tempo in cui le molecole atterrate dovranno adattarsi. verso una struttura più stabile prima di essere sepolti e "congelati" dalle molecole in arrivo.

"Si tratta fondamentalmente di un 'autoassemblaggio' delle molecole superficiali in un modo determinato dalla loro stessa mobilità a una certa temperatura, e non abbiamo molto controllo sulla velocità con cui possiamo depositarci", afferma. "La nostra scoperta che un substrato morbido può rendere più densa la pellicola di vetro depositata indica che l'elasticità del substrato può influenzare il processo di assemblaggio delle molecole superficiali e, pertanto, questo può essere utilizzato come una nuova dimensione per controllare la struttura e le proprietà delle pellicole di vetro in una gamma molto più ampia che prima non era accessibile."

Utilizzando substrati morbidi come il polidimetilsilossano, il team ha dimostrato che è possibile accelerare in modo significativo la formazione del vetro stabile, creando un materiale con una densità superiore del 2%–2,5% rispetto ai vetri raffreddati a liquido convenzionali e fino all'1% più grande di qualsiasi altro vetro. segnalato vetro stabile.

Luo aggiunge che un'altra scoperta degna di nota è che la molecola che hanno depositato è lunga solo un nanometro; tuttavia, durante la deposizione i processi di equilibrio superficiale possono essere influenzati dal substrato morbido su una distanza considerevole, misurata in circa 200 nanometri. Questa distanza è notevole perché supera di gran lunga quanto ci si aspetterebbe in base alle attuali teorie sul vetro, rappresentando una sfida alla comprensione esistente.

"Questo effetto può essere paragonato a quando si gioca al telefono in un auditorium pieno di 200 persone, ma in qualche modo, in modo piuttosto misterioso, il messaggio viene comunicato perfettamente senza interruzioni", afferma Fakhraai. "L'influenza del substrato morbido su una distanza così grande suggerisce una forma di comunicazione o interazione a lungo raggio sulla superficie, che non è completamente compresa e qualcosa che siamo interessati a esplorare nella ricerca futura."