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Las características más importantes de los sólidos vítreos se mantienen
a bajas temperaturas. Así lo revelan muestras de ámbar con más de 110
millones de años de antigüedad recogidas en la cueva de El Soplao, en
Cantabria, y analizadas por investigadores del Consejo Superior de
Investigaciones Científicas (CSIC) y de la Universidad Autónoma de
Madrid.
En este trabajo, publicado en Physical Review Letters, se han estudiado
muestras cuya formación se remonta al Cretácico y que han sufrido un
proceso de envejecimiento y estabilización termodinámica.
En el Instituto de Ciencia de Materiales del CSIC, en Madrid, se han
realizado análisis de velocidad del sonido a través de espectroscopía
Brillouin, método que permite obtener información mediante la
interacción entre la luz y la materia. A través de esta técnica, los
científicos han podido conocer la evolución de los ejemplares estudiados
con la temperatura. Por otra parte, en el Laboratorio de bajas
temperaturas de la Universidad Autónoma se han caracterizado las
propiedades termodinámicas.
Estos experimentos han permitido a los expertos demostrar que las dos
características más importantes y omnipresentes de los sólidos vítreos a
bajas temperaturas (la presencia de sistemas de tuneleo de dos niveles y
el llamado ‘pico bosónico’) persisten sin cambios esenciales en estos
vidrios altamente estabilizados, al contrario de lo que generalmente se
pensaba durante los últimos 40 años.
“Si bien el vidrio es conocido desde hace miles de años, desde el punto
de vista de la Física su naturaleza es una de las cuestiones más
controvertidas desde hace décadas”, explica Rafael J. Jiménez Riobóo,
del Instituto de Ciencia de Materiales. “El ámbar puede ser una de las
claves para arrojar luz a esta controversia, ya que su historia térmica
puede ser manipulada. Se puede obtener un ámbar ‘rejuvenecido’ y
llevarlo de nuevo a su estado vítreo”, añade el científico.
Un método único de conservación:
El ámbar es una resina de árbol fosilizada, producida a partir de los
exudados de coníferas o angiospermas. Con el paso del tiempo esta resina
sufre una maduración durante la que se produce una polimerización
progresiva, entre otros procesos, y tras largos períodos de tiempo, que
pueden exceder en algunos casos los cien millones de años, se fosiliza.
Esta transformación en vidrios de ámbar es la que se produjo en el
yacimiento de El Soplao.
Este material, además de por sus usos ornamentales, es conocido también
por su relevancia para la Paleontología, ya que es un sistema único de
preservación de bio-inclusiones muy antiguas de animales y vegetales que
quedaron atrapados en la resina viscosa y luego quedaron fosilizados
hace millones de años. Así, distintos depósitos de ámbar por todo el
mundo y con diferentes tipos o composiciones químicas de ámbar han
demostrado ser de gran valor para la reconstrucción de los ecosistemas y
la vida prehistórica.
Y según señalan los autores de la investigación, este material podría
convertirse asimismo en un modelo de gran utilidad para esclarecer
muchos otros rompecabezas que continúan marcando las investigaciones de
la física del estado vítreo, mucho más desconocida y debatida que la
referente al estado cristalino.
Para la física y la química, el ámbar es un ejemplo único de un vidrio
que ha envejecido durante mucho tiempo por debajo de su temperatura de
transición vítrea, alcanzando así un estado que no es accesible en
condiciones experimentales normales.
Es de destacar que a escala de laboratorio se pueden investigar las
propiedades de los materiales bajo diversas condiciones climáticas
extremas, mediante las cámaras de ciclado térmico criogénico.
Fuente: CSIC.
Tomás Pérez-Castañeda, Rafael J. Jiménez-Riobóo y Miguel A. Ramos.
Two-Level Systems and Boson Peak Remain Stable in 110-Million-Year-Old
Amber Glass. Physical Review Letters. DOI:
10.1103/PhysRevLett.112.165901
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