Onderzoekers van Tohoku University hebben nieuw inzicht gekregen in de elektronische processen die de transformatie van vloeistoffen naar een vaste kristallijne of glasachtige toestand leiden.

Het vermogen van sommige vloeistoffen om over te gaan in glas wordt al sinds de oudheid benut. Maar veel fundamentele aspecten van deze overgangsfase zijn nog lang niet begrepen. Een beter begrip zou de ontwikkeling van nieuwe producten kunnen stimuleren, zoals dvd's of Blu-Ray-schijven die gegevens opslaan door hun toestand van materie van de ene naar de andere te veranderen, en van nieuwe glasmaterialen.

Een multi-institutioneel Japans team onder leiding van Kenichiro Hashimoto van Tohoku University's Institute for Materials Research vergeleek de moleculaire dynamica van glasvorming in conventionele vloeistoffen. zoals glucose, tot een organisch metaalmateriaal dat 'gefrustreerde' elektronen bevat. Deze elektronen, verantwoordelijk voor het geleiden van elektrische stromen, zijn niet in staat om hun laagste energietoestand te bereiken vanwege hun geometrische opstelling op het kristalrooster van het materiaal.

Langzame afkoeling van conventionele glasvormende vloeistoffen zorgt ervoor dat hun atomen zichzelf organiseren in regelmatige arrangementen, het produceren van een gekristalliseerd materiaal. Toen de onderzoekers het organische metaal dat ze aan het testen waren langzaam afkoelden, zijn gefrustreerde elektronen waren op dezelfde manier georganiseerd in een regelmatig patroon en kristalliseerden. Echter, toen het materiaal sneller werd afgekoeld, kristallisatie werd vermeden en de gefrustreerde elektronen van het materiaal werden gereorganiseerd, veranderen in glas op een manier die vergelijkbaar is met conventionele glasvormende vloeistoffen.

De resultaten benadrukken het universele karakter van de overgangsfase van vloeistof naar glas. De onderzoekers geloven dat hun organische metaal een handig testplatform biedt voor het bestuderen van de fundamentele eigenschappen van de overgang van vloeistof naar glas.