Un equipo de la Universidad de Tokio describió con un detalle sin precedentes el raro fenómeno llamado "transiciones de fase de líquido a líquido" en una sustancia pura. Al mostrar cómo un líquido hecho de un solo tipo de molécula puede cambiar entre estado líquido y vítreo, esta investigación puede conducir a una nueva forma de controlar las propiedades de transporte de un líquido.
Las transiciones de fase son una parte familiar de la vida diaria. Siempre que vea que el hielo se derrite sólido a líquido o el vapor que sale de una tetera líquido a gas, acaba de experimentar una transición de fase. Sin embargo, el estudio de cómouna disposición de moléculas cambia a otra revela detalles complejos sobre la fuerza de sus interacciones. En las transiciones de fase convencionales, como cuando una barra de hierro se derrite en metal fundido, el calor agregado hace que los átomos vibren tan violentamente que se liberan de su disposición de celosía sóliday asumir una forma líquida. El equipo de la Universidad de Tokio estudió un tipo mucho más raro de transición de fase: de un estado líquido a otro. En esta investigación, encontraron que, incluso sin cambiar la temperatura, el trifenilfosfito de flujo relativamente libre podría gradualmentevitrificar en un estado vítreo, en el que las moléculas permanecen desordenadas pero son mucho menos móviles. Las diferentes fases se identificaron experimentalmente en función de la rapidez con que las moléculas podrían relajarse undespués de estar perturbado.
"Contrariamente a la intuición, ha habido un creciente cuerpo de evidencia experimental y teórica de que incluso una sustancia de un solo componente puede tener múltiples estados líquidos", dice el autor principal Hajime Tanaka. Descubrieron que la transición de fase puede ocurrir en dosEl primero se llama "nucleación y crecimiento", un proceso lento que requiere el surgimiento de una fase en la otra superando una barrera para comenzar. El otro tipo es la descomposición espinodal, en la que la transición puede desarrollarse suavemente sin ninguna barrera.Los investigadores también descubrieron una temperatura crítica, por encima de la cual solo podía ocurrir un crecimiento nucleado, pero por debajo de esta temperatura, era posible la descomposición espinodal.
"Desde el punto de vista práctico, el fosfito de trifenilo puede ser uno de los mejores sistemas para estudiar las transiciones de líquido a líquido, ya que la transformación tiene lugar a presión ambiente y temperaturas moderadas", dice el primer autor Ken-ichiro Murata.Las transiciones, particularmente aquellas que implican un cambio de un estado líquido a un estado vítreo, se utilizan a menudo en la fabricación de polímeros. Esta investigación puede mejorar en gran medida nuestra capacidad para optimizar y controlar estos procesos ".
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Materiales proporcionado por Instituto de Ciencias Industriales, Universidad de Tokio . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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