Descripción termodinámica de las gafas: El caso del hielo amorfo

Área de la Ciencia:

• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.
• La termodinámica es la termodinámica.
• Física de la materia condensada Física de la materia condensada

Sus antecedentes:

• Los vidrios son sólidos amorfos cuyas propiedades dependen de su preparación.
• Describir su termodinámica es complejo debido a su naturaleza fuera de equilibrio.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar una simple ecuación de estado (EOS) para gafas sin recocido.
• Tratar los vidrios no recocidos como sistemas de equilibrio independientes de la historia de preparación.
• Para modelar las transiciones de fase del hielo amorfo.

Principales métodos:

• Utilizó el formalismo del paisaje de energía potencial (PEL) y la aproximación armónica.
• Desarrolló una ecuación de estado basada en PEL (PEL-EOS).
• PEL-EOS validado con simulaciones clásicas de dinámica molecular (DM) de hielo amorfo y hexagonal.

Principales resultados:

• El PEL-EOS se aplica tanto a vidrios cristalinos como a vidrios que no se recojan.
• PEL-EOS para hielo amorfo es válido a temperaturas experimentalmente relevantes.
• Modelado con éxito las transiciones de baja temperatura inducidas por presión entre hielo amorfo de baja densidad (LDA) y alta densidad (HDA).

Conclusiones:

• Los vidrios no recocidos pueden ser tratados como sistemas de equilibrio utilizando el formalismo PEL.
• La transformación de LDA a HDA es una transición de fase de primer orden que ocurre en el límite espinodal.
• Las simulaciones de MD también apoyan la termodinámica de equilibrio para las transformaciones de HDA a LDA.