Los líquidos y los sólidos son dos estados fundamentales de la materia. Sin embargo, nuestra comprensión de su estructura atómica tridimensional se basa principalmente en modelos físicos. En particular, durante las últimas décadas, ha habido una gran cantidad de estudios experimentales, computacionales y teóricos para comprender la estructura de los líquidos y los materiales amorfos.
El presente estudio, para realizar las medidas experimentales, investigadores estadounidenses utilizaron la tomografía electrónica para determinar las posiciones atómicas de sólidos amorfos monoatómicos; a saber, una película delgada de Ta y dos nanopartículas de Pd. Construyeron un modelo completo en 3D y estudiaron el cuasi-orden en muestras amorfas. Descubrieron que en tales cuerpos, las bipirámides pentagonales resultan ser la forma preferida de empaquetamiento de los átomos vecinos, en lugar de los icosaedros, como se pensaban anteriormente. En lugar de formar icosaedros, la mayoría de las bipirámides pentagonales se organizan en redes con un orden de mediano alcance. Las simulaciones de dinámica molecular revelan además que las redes de bipirámides pentagonales prevalecen en los líquidos metálicos monoatómicos y durante el enfriamiento del estado líquido al estado vítreo, crecen rápidamente en tamaño y forman más icosaedros.
Estos resultados amplían nuestra comprensión de las estructuras atómicas de los sólidos amorfos y fomentarán futuros estudios sobre las transiciones de fase amorfa-cristalina y vítrea en materiales no cristalinos con resolución atómica tridimensional.
Los resultados se publicaron en Nature Materials
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