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Os “olhos” da ciência - vidros são sólidos ou líquidos?

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Publicado em 21/08/2017

Desde a revolução científica do século XVII os vidros têm sido os “olhos” (microscópios e telescópios) da ciência! Quantas descobertas relevantes da biologia, medicina, geociências, física, química, astronomia e outras ciências foram realizadas nos últimos 400 anos devido a esses instrumentos?

A grande maioria dos materiais é cristalina, forma termodinamicamente estável, onde os átomos são arranjados de forma regular e periódica, mas alguns materiais de estrutura desorganizada, como os vidros naturais, por exemplo as obsidianas, “sempre” existiram. Os vidros sintéticos foram descobertos há cerca de 6.000 anos, mas enorme controvérsia ainda paira sobre a sua natureza. Uma pergunta frequente é: os vidros são sólidos ou líquidos? Como os vidros são materiais fora do equilíbrio termodinâmico, eles estão em constante transformação. Assim, pergunta-se também qual será o seu estado final para tempos geológicos, extremamente longos. O objetivo de recente artigo [J. Non-Crystalline Solids, 471 (2017) 490-95] foi esclarecer a sua natureza e sugerir uma nova definição para os vidros.

Propusemos então uma definição moderna e rigorosa, apresentada em duas formas. A primeira é: "O vidro é um estado fora do equilíbrio, não cristalino da matéria, que parece sólido em uma escala de tempo curta, mas que relaxa continuamente em direção ao estado líquido". Esta é uma descrição intuitiva para cientistas de várias áreas e estudantes.

Uma definição alternativa e mais detalhada é: "O vidro é um estado fora do equilíbrio termodinâmico, não-cristalino da matéria condensada, que exibe uma transição vítrea. As estruturas dos vidros são semelhantes às dos seus líquidos super-resfriados (LSR), e relaxam espontaneamente em direção ao estado de LSR. Seu destino final, para tempos infinitamente longos, é cristalizar." Esta definição é para cientistas que entendem o significado da transição vítrea.

A íntegra do artigo pode ser conferida aqui.


(Edgar D. Zanotto, DEMa – UFSCar; e John C. Mauro, Corning Incorporated, USA)


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