I ricercatori della Tohoku University hanno acquisito nuove conoscenze sui processi elettronici che guidano la trasformazione dei liquidi in uno stato solido cristallino o vetroso.

La capacità di alcuni liquidi di passare al vetro è stata sfruttata fin dall'antichità. Ma molti aspetti fondamentali di questa fase di transizione sono tutt'altro che compresi. Una migliore comprensione potrebbe stimolare lo sviluppo di nuovi prodotti come DVD o dischi Blu-Ray che memorizzano dati alterando il loro stato della materia da uno all'altro, e di nuovi materiali in vetro.

Un team giapponese multi-istituzionale guidato da Kenichiro Hashimoto dell'Istituto per la ricerca sui materiali dell'Università di Tohoku ha confrontato le dinamiche molecolari della formazione del vetro nei liquidi convenzionali, come il glucosio, a un materiale metallico organico contenente elettroni "frustrati". Questi elettroni, responsabile della conduzione di correnti elettriche, non sono in grado di raggiungere il loro stato energetico più basso a causa della loro disposizione geometrica sul reticolo cristallino del materiale.

Il raffreddamento lento dei liquidi convenzionali che formano il vetro fa sì che i loro atomi si organizzino in disposizioni regolari, producendo un materiale cristallizzato. Quando i ricercatori hanno raffreddato lentamente il metallo organico che stavano testando, i suoi elettroni frustrati si organizzarono in modo simile in uno schema regolare e si cristallizzarono. Però, quando il materiale si è raffreddato più rapidamente, la cristallizzazione è stata evitata e gli elettroni frustrati del materiale si sono riorganizzati, trasformandosi in vetro in modo simile ai liquidi vetroformanti convenzionali.

I risultati evidenziano la natura universale della fase di transizione liquido-vetro. I ricercatori ritengono che il loro metallo organico fornisca una comoda piattaforma di test per studiare le proprietà fondamentali della transizione liquido-vetro.