Es cotidiano y clásico en la docencia referirse a la expansión de los sólidos cuando estos se calientan; sin embargo, algunos materiales muestran el comportamiento opuesto, se encogen al calentarse, es decir, poseen un coeficiente de expansión térmica negativo (NTE del inglés negative thermal expansion). En los polímeros y biomoléculas, se explica el comportamiento NTE a través de la elasticidad entrópica de las cadenas libremente articuladas. Para los sólidos inorgánicos cristalinos con NTE los mecanismos subyacentes son objeto del debate científico.
Empleando la difracción de neutrones y con el desarrollo de un modelo teórico cuantitativo, un grupo de investigadores de Estados Unidos y China exponen los mecanismos que explican el comportamiento NTE observado en cristales de ScF3 con simetría cúbica simple, en términos de la elasticidad entrópica de un cristal de red flexible. Su modelo, en analogía tridimensional a los polímeros, considera cada ion escandio limitado por enlaces rígidos en las tres direcciones (hasta los 700 K), mientras que cada ion flúor es libre de vibrar y desplazarse ortogonalmente a sus enlaces Sc-F (a temperaturas superiores a 300 K).
Esta teoría de la red flexible brinda una formidable explicación del fenómeno NTE para una gran variedad de materiales y concuerda con evidencias experimentales.
Los resultados fueron publicados en la revista Science Advances
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