Os vidros tem uma estrutura desordenada de tipo la­quido, mas propriedades meca¢nicas de tipo sãolido. Isso leva a um dos mistanãrios centrais dos vidros: por que eles não fluem como la­quidos? Esta questãoétão importante que foi selecionada pela revista Science em 2005 como uma das 125 questões cienta­ficas principais sem resposta e uma das 11 questões físicas importantes não resolvidas.

Dificilmente podemos observar os movimentos dos a¡tomos em uma escala de comprimento de ~ 0,1 nana´metro e em uma escala de tempo de ~ 1 nanossegundo. Felizmente, no entanto, os cientistas descobriram que os sistemas coloidais tem comportamentos de fase semelhantes aos sistemas ata´micos. Os cola³ides são considerados grandes "a¡tomos" que revelam informações microsca³picas sobre as transições de fase que não podem ser facilmente obtidas a partir de materiais ata´micos.

Na última década, os vidros coloidais atraa­ram muito interesse, resultando em inaºmeras descobertas importantes. No entanto, a maioria desses estudos ésobrepartículas esfanãricas que tendem a formar estruturas cristalinas locais ou de alcance intermediário. Infelizmente, esses estudos não são amplamente aplica¡veis, uma vez que a maioria dos vidros não écomposta por esferas e não tem estrutura cristalina .

Para combater esse problema, pesquisadores do Instituto de Meca¢nica da Academia Chinesa de Ciências e da Universidade de Ciência e Tecnologia de Hong Kong conduziram recentemente pela primeira vez estudos experimentais em sistemas va­treos compostos departículas não esfanãricas.

Os pesquisadores descobriram que as monocamadas de elipsãoides monodispersos são bons formadores de vidro e não formam estruturas cristalinas locais. Assim, eles fornecem um sistema ideal e geral para detectar a origem estrutural da dina¢mica de desaceleração conforme a transição va­trea éabordada.

Na verdade, os formadores de vidro tem fortes heterogeneidades dina¢micas, ou seja, algumas regiaµes se movem rapidamente e outras lentamente. Esses resultados mostram que estruturas com baixa entropia estrutural correspondem bem com dina¢mica lenta, enquanto regiaµes de rápido relaxamento (fluxo) apresentam alta entropia estrutural.

Em vidros compostos porpartículas esfanãricas, algumas estruturas polianãdricas costumam ser consideradas responsa¡veis ​​pela dina¢mica lenta. No entanto, um tipo de poliedro são existe em certos sistemas de esferas. A entropia estrutural mede onívelde desordem em uma estrutura , incluindo várias estruturas locais especa­ficas, por exemplo, poliedros virosos que existem em sistemas compostos de esferas. Assim, a baixa entropia estrutural éuma caracterí­stica estrutural geral da dina¢mica lenta na matéria va­trea, que se mantanãm em sistemas compostos por esferas e não esferas.

Além disso, os pesquisadores observaram comportamentos cra­ticos do tipo Ising em um ponto de transição va­treo ideal em estruturas esta¡ticas e dina¢micas lentas. Tais comportamentos são uma caracterí­stica quantitativa da transição termodina¢mica que explica se a transição va­trea épuramente dina¢mica ou termodina¢mica (estrutural), uma vez que não háestruturas de ordenação nos vidros.

"A observação de comportamentos cra­ticos em vidros elipsãoides fornece evidaªncias quantitativas muito mais sãolidas da natureza termodina¢mica da transição va­trea", disse Wang Yuren, autor correspondente do estudo. "Os resultados lana§am uma nova luz sobre os mistanãrios da teoria do vidro e o design de materiais com alta estabilidade e capacidade de formação de vidro ."