Ciencia y Tecnología | Investigación Física de materiales

Consiguen nuevos materiales en estado líquido y sólido a la vez

Demuestran con un ordenador que el potasio puede ser sólido y líquido a la vez aplicando altas presiones y temperaturas

Recreación artística de potasio líquido y sólido a la vez

Recreación artística de potasio líquido y sólido a la vez

Sólido. Líquido. Gaseoso. Intuitivamente entendemos que la materia se nos presenta así. Puede, incluso, que se encuentre en un estado que no comparte ninguna cualidad de los tres. Solemos llamar a eso plasma. Pero desde hace unos años, la física de materiales nos demuestra que las fronteras entre unos y otros no están tan definidas y que, a nivel atómico, en las etapas de transición entre estados pasan cosas sorprendentes.

Incluso, ante nuestros ojos, si mezclamos agua y harina de maíz obtenemos un líquido lechoso que, al golpearlo, se comporta como un sólido (es un fluido no newtoniano).

Ahora, un equipo de la Universidad de Edimburgo ha presentado un nuevo método para obtener sustancias sólidas y líquidas a la vez. Aplicando altas presiones y temperaturas al potasio, un metal simple, se crea un estado en el que la mayoría de los átomos del elemento forman una estructura de celosía sólida. Sin embargo, la estructura también contiene un segundo conjunto de átomos de potasio que se encuentran en una disposición fluida.

Según las investigaciones, publicadas en la revista PNAS, se cree que más de media docena de elementos, incluidos el sodio y el bismuto, pueden existir en el estado recién descubierto.

Un nuevo campo para otros materiales

Hasta ahora, no estaba claro si las estructuras inusuales representaban un estado distinto de la materia o si existían como etapas de transición entre dos estados distintos.

El potasio es uno de los metales más simples pero si lo aprietas, se forman estructuras muy complicadas

Andreas Hermann, de la Escuela de Física y Astronomía de la Universidad de Edimburgo, explica que «el potasio es uno de los metales más simples que conocemos, sin embargo, si lo aprietas, se forman estructuras muy complicadas. Hemos demostrado que el estado inusual pero estable es en parte sólido y en parte líquido. Recrear este estado inusual en otros materiales podría tener todo tipo de aplicaciones».

El equipo utilizó simulaciones por ordenador para estudiar la existencia del estado, conocido como el estado de cadena fundida. La simulación de cómo se comportan hasta 20.000 átomos de potasio en condiciones extremas reveló que las estructuras formadas representan el nuevo estado estable de la materia.

Las interacciones químicas entre los átomos en una red son fuertes, lo que significa que permanecen en forma sólida cuando la estructura se calienta, mientras que los otros átomos se funden en un estado líquido.

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