Vetro liquido: scoperto un nuovo stato della materia

Utilizzando una tecnica chiamata microscopia confocale, un team di scienziati provenienti da Germania e Paesi Bassi ha scoperto che le sospensioni di colloidi ellissoidali formano uno stato inaspettato della materia, un vetro liquido, in cui le singole particelle sono in grado di muoversi ma incapaci di ruotare.

Come funziona questo nuovo stato

Le sospensioni di particelle colloidali sono ampiamente diffuse in natura e tecnologia e sono state studiate intensamente per più di un secolo.

Quando la densità di tali sospensioni viene aumentata a frazioni ad alto volume, spesso le loro dinamiche strutturali vengono arrestate in uno stato vetroso e disordinato prima che possano formare una struttura ordinata. Ad oggi, la maggior parte degli esperimenti sono stati condotti utilizzando colloidi sferici. Il recente interesse per i colloidi sintetici come elementi costitutivi del materiale, tuttavia, ha portato allo sviluppo di una moltitudine di nuove tecniche per la sintesi di particelle colloidali con geometrie e interazioni specifiche.

Utilizzando la microscopia confocale a scansione laser, i ricercatori hanno registrato lo sviluppo temporale delle posizioni e degli orientamenti 3D per oltre 6.000 particelle ellissoidali.

L’osservazione del team

Il team ha osservato due transizioni vetrose – una trasformazione di fase regolare e una trasformazione di fase di non equilibrio – che interagiscono tra loro.

Questo è incredibilmente interessante da un punto di vista teorico. Gli esperimenti forniscono il tipo di prova per l’interazione tra fluttuazioni critiche e arresto vitreo che la comunità scientifica cerca da tempo. Una previsione del vetro liquido era rimasta una congettura teorica per vent’anni.

I risultati suggeriscono inoltre che dinamiche simili potrebbero essere all’opera in altri sistemi di formazione del vetro. E potrebbero quindi aiutare a far luce sul comportamento di sistemi e molecole complessi. Sistemi che vanno dal molto piccolo (biologico) al molto grande (cosmologico).