(Notícias do Nanowerk) O vidro metálico é uma importante liga avançada, promissora para amplas aplicações de engenharia. Aparece como uma forma sólida em muitos aspectos, com bela aparência de metal, elasticidade superior, alta resistência e uma estrutura atômica densamente compactada. No entanto, essa noção totalmente sólida agora foi desafiada. O Prof. BAI Haiyang, do Instituto de Física da Academia Chinesa de Ciências (CAS), demonstrou recentemente a existência de átomos líquidos em vidros metálicos. Esses átomos herdam a dinâmica dos átomos líquidos de alta temperatura, revelando a natureza dos vidros metálicos como parcialmente sólidos e parcialmente líquidos. Os resultados foram publicados em Nature Materials (“Átomos semelhantes a líquidos em vidros sólidos densamente compactados”). A matéria condensada geralmente pode ser classificada nos estados sólido e líquido. Sob condições extremas ou em sistemas específicos, a matéria existe em estados especiais que exibem simultaneamente algumas propriedades de sólidos e líquidos. Nesse caso, os sólidos podem conter átomos semelhantes a líquidos que se difundem rapidamente e podem se mover rapidamente mesmo em baixas temperaturas. Por exemplo, o gelo entra em um estado “superiônico” sob alta pressão em altas temperaturas. Neste estado, os átomos de H podem se difundir livremente enquanto os átomos de O estão fixos em suas sub-redes. Esses estados especiais também são observados no núcleo interno da Terra e nos materiais condutores de Li de baterias avançadas, que estão chamando cada vez mais a atenção da ciência e da engenharia. Visualização de átomos semelhantes a líquidos em Al90La10 MG a 300K por simulações MD. (Imagem: CAS) Neste estudo, os pesquisadores revelaram que existem átomos semelhantes a líquidos em vidros metálicos densamente compactados. Combinando extensos experimentos dinâmicos e simulações de computador, eles descobriram que, quando a viscosidade de um líquido se desvia do comportamento de Arrhenius, nem todos os átomos participam do fluxo cooperativo e da subsequente solidificação. De fato, alguns átomos podem manter o comportamento de Arrhenius líquido mesmo quando o sistema é resfriado a um estado vítreo, aparecendo assim como átomos persistentes semelhantes a líquidos que levam a um relaxamento rápido em temperaturas bastante baixas. “Um sólido vítreo é essencialmente principalmente sólido e uma pequena parte líquida. Mesmo à temperatura ambiente, átomos semelhantes a líquidos em um sólido vítreo podem se difundir tão facilmente quanto em seu estado líquido, com uma viscosidade determinada experimentalmente tão baixa quanto 107 Pa·s, enquanto a viscosidade da parte sólida é maior que 1013 Pa·s,” disse o Prof. BAI. Essas descobertas fornecem uma imagem microscópica mais clara dos óculos. Essa nova imagem pode ajudar os cientistas a entender melhor como as propriedades dos materiais de vidro estão relacionadas à sua dinâmica. Por exemplo, átomos semelhantes a líquidos controlam a anelasticidade dos vidros e podem afetar sua ductilidade. Além disso, a forte relação entre átomos semelhantes a líquidos e estrutura desordenada também tem implicações para o estudo da origem topológica da difusão rápida em sólidos, como matérias de estado superiônico e condutores de íons.