Una función de desorden estructural que vincula la ruptura de la simetría local con indicadores plásticos y la...

Área de la Ciencia:

• Ciencia de Materiales
• Física de la Materia Condensada
• Ciencia de Materiales Computacional

Sus antecedentes:

• Comprender las relaciones estructura-propiedad en sólidos amorfos es un desafío debido a la falta de orden a largo plazo.
• Los descriptores estructurales existentes a menudo no logran capturar las características universales de los sistemas desordenados.

Objetivo del estudio:

• Introducir una métrica novedosa y físicamente interpretable para el desorden a escala atómica en materiales amorfos.
• Establecer un vínculo cuantitativo entre el desorden estructural y las propiedades mecánicas macroscópicas.

Principales métodos:

• Desarrollo de la función de desorden estructural, Sd(r), basada en la ruptura de la simetría local.
• Aplicación de simulaciones de dinámica molecular en diversas aleaciones y vidrios amorfos.
• Validación mediante experimentos con vidrios coloidales.

Principales resultados:

• La Sd(r) se correlaciona fuertemente (R > 0.68) con propiedades mecánicas clave como el desplazamiento cuadrático medio vibracional y la rigidez atómica.
• Valores más altos de Sd(r) identifican regiones similares a líquidos, lo que distingue la heterogeneidad mecánica.
• Se encontró una relación lineal negativa universal entre el Sd(r) promedio y la resistencia al cizallamiento.

Conclusiones:

• La Sd(r) sirve como un descriptor simple, adimensional y de amplia aplicabilidad para materiales desordenados.
• Esta métrica unifica la configuración atómica, el historial de procesamiento y la respuesta mecánica.
• Proporciona un marco basado en la física para el diseño racional de sólidos amorfos.