NeoFronteras

¿Cómo se funden los sólidos?

Área: Física — Jueves, 7 de Julio de 2005

Foto
Sección bidimensional de un cristal coloidal. Las orientaciones del cristal en la parte izquierda y derecha son distintas. Los círculos representan las posiciones de las partículas y el color el grado de fluctuación posicional de cada partícula coloidal: violeta el mayor movimiento, rojo el menor. Foto: Arjun Yodh, U. of Pennsylvania.

Los científicos tienen nuevas pistas para saber cómo los sólidos se funden.
Físicos de la universidad de Pensilvania dirigidos por Arjun Yodh han descubierto que los sólidos empiezan a fundirse en los defectos de su estructura cristalina y esta fusión luego se propaga a lo largo del resto de su volumen.
Es muy difícil observar qué les pasa a los átomos en este tipo de proceso porque son demasiado pequeños y el proceso sucede en el interior del sólido. Por eso, el equipo mencionado ha utilizado un modelo coloidal en sustitución del sólido cristalino (en este contexto “cristalino” significa que los átomos están ordenados en una red y no necesariamente que el sólido es transparente).
En lugar de átomos han usado esferas coloidales sensibles a la temperatura. Estas esferas de una micra de diámetro (la milésima parte de un milímetro, y por tanto enormes si las comparamos con los propios átomos) representan los átomos en un cristal. Cuando la densidad de esferas es lo suficientemente elevada éstas forman un empaquetamiento muy similar al de un sólido cristalino. Si la densidad disminuye por debajo de ese punto este “sólido” se “funde”. El aumento de temperatura hace que las esferas encojan, disminuyendo así el volumen que ocupan y por tanto el “sólido” se “funde” al aumentar la disolución de los coloides.
El experimento muestra que el fundido empieza en los defectos que siempre están presentes en la estructura cristalina y luego se propaga por el resto del cristal.
La existencia de este “prefundido” dentro de los sólidos implica una no despreciable cantidad de líquido dentro del sólido antes de que éste como conjunto se funda. También significa que sólidos con más defectos podrían fundir más fácilmente.

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