Ni sólido, ni líquido, ni gaseoso: encuentran un nuevo estado de la materia

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Un experimento llevado a cabo con microscopios electrónicos de alta precisión ha permitido identificar un nuevo estado de la materia, una fase híbrida que combina propiedades de los sólidos y de los líquidos. Este comportamiento atómico singular, descrito por investigadores europeos en un artículo publicado en la revista ACS Nano, podría transformar el estudio de metales fundamentales para industrias tecnológicas.

Los experimentos demostraron que nanopartículas de oro, platino y paladio, al fundirse sobre una lámina atómica de grafeno, presentan una dinámica dual: la mayoría de los átomos se desplaza con fluidez mientras un grupo permanece inmóvil, generando un anillo estable. Los científicos han bautizado esta fase como corralled supercooled liquid (en español, líquido superenfriado acorralado) y consideran que abre nuevas formas de interpretar los procesos de solidificación.

El especialista en nanomateriales Andrei Khlobystov, de la Universidad de Nottingham, destacó: “Nuestro logro puede anunciar una nueva forma de materia que combina características de sólidos y líquidos en el mismo material”. Para los investigadores, esta coexistencia de movilidad y estructura rígida proporciona una perspectiva inédita sobre cómo se organizan los metales justo antes de solidificarse.

Una nueva fase híbrida

El estudio se realizó con el microscopio electrónico SALVE, capaz de registrar movimientos atómicos en tiempo real. Según el físico Christopher Leist, de la Universidad de Ulm, “Utilizamos el grafeno como una especie de fogón para calentar las partículas y, al fundirse, sus átomos comenzaron a moverse rápidamente. Sin embargo, nos sorprendió que algunos átomos permanecieran estacionarios”. Este comportamiento, insólito en materiales fundidos, ha permitido observar el instante crítico en el que un líquido inicia su transición hacia un sólido.

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Los investigadores comprobaron que los átomos inmóviles influyen directamente en la estructura final del material. Cuando su número es elevado, bloquean la formación de cristales y originan un sólido amorfo e inestable. Si estos puntos fijos se alteran, disminuye la tensión interna y el metal recupera su patrón cristalino habitual, un fenómeno crucial en el diseño de nuevas aleaciones.

La experta en óptica electrónica Ute Kaiser señaló que el movimiento observado recuerda a procesos cuánticos, donde las partículas muestran conductas duales. Para la comunidad investigadora, este estado híbrido demuestra que la materia puede manifestar orden y fluidez simultáneamente, lo que justifica su reconocimiento como una nueva fase.

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El equipo subraya que, por primera vez, se ha logrado “acorralar” átomos completos, una hazaña que hasta ahora solo se había conseguido con fotones y electrones. Este avance permitirá manipular materiales con mayor precisión y optimizar el uso de metales escasos en tecnologías de energía, almacenamiento o conversión.