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Desde las ventanas de casa, a la comunicación a través de fibra óptica, productos farmacéuticos, la industria del plástico o la electrónica orgánica, el desorden está presente en nuestras vidas. Todos estos materiales comparten una característica en común, la carencia de orden a corto alcance de los átomos y moléculas que los forman, son lo que llamamos un vidrio. Este desorden supone ventajas como la transparencia, una mejor solubilidad, la elasticidad o la homogeneidad, dependiendo del material y del uso que se le quiera dar.

Pero no son todo ventajas. Los vidrios son energéticamente inestables, lo que significa que con el tiempo se irán reestructurando hacia configuraciones más estables. Esto implica cambios en sus propiedades, lo que hace que quizás un medicamento deje de ser tan eficaz o que la suela de goma del zapato pase a ser frágil y se fracture al caminar (y nos quedemos en calcetines en medio de la montaña, historia real). Esta reestructuración de los constituyentes del vidrio se ve favorecida al augmentar la temperatura, dado que los átomos y moléculas tendrán una mayor movilidad, que facilitará que el sistema explore configuraciones más estables. Tanto es así que, a cierta temperatura, la temperatura de transición vítrea, el sistema adquiere movilidad suficiente como para transitar al estado de equilibrio, el líquido sobreenfriado. Este es un líquido muy viscoso, pero un líquido al fin y al cabo, que podrá fluir lentamente y reconfigurarse de acuerdo a los estímulos externos.

Ante este escenario, uno llegaría a la conclusión de que, considerando el extenso uso de los vidrios en nuestro día a día, los procesos físicos que regulan el comportamiento de los vidrios en función del tiempo y la temperatura deberían conocerse y entenderse en detalle a día de hoy, y no es así. Son procesos complejos, que se estudian desde hace más de 100 años y que ninguna teoría ha podido explicar al completo.

Hasta la fecha se conoce que la reestructuración del vidrio durante la transición vítrea tiene lugar a partir de la llamada relajación cooperativa, en la cual algunas zonas del vidrio, que presentan una mayor movilidad, inducen el movimiento en las zonas adyacentes, produciendo una reestructuración colectiva, que ocurre de forma prácticamente homogénea en todo el vidrio, ganando movilidad de forma progresiva.

En este artículo, demostramos esto no es siempre así. Bajo condiciones específicas, el paso de vidrio a líquido sobreenfriado tiene lugar a partir de la aparición de zonas de líquido, con alta movilidad, que crecen y se expanden rápidamente hacia las regiones más estables del vidrio, llegando a distinguir dos zonas con movilidad muy diferenciada, el líquido y el vidrio. Para que esto ocurra, las movilidades del vidrio original y del líquido deben ser muy diferentes y esta diferencia depende fuertemente de la temperatura a la que se encuentra el vidrio. En el artículo mostramos que el mecanismo por el cual el vidrio transitará al líquido dependerá exclusivamente de la temperatura a la que se encuentra y será independiente de su estabilidad inicial. Para poder alcanzar este resultado ha sido imprescindible el uso de sistemas a la nanoescala (capas delgadas) y técnicas experimentales como la nanocalorimetría, que permite medir en rangos de temperatura y tiempo inaccesibles mediante técnicas experimentales convencionales.

Este es un resultado que abre la puerta a nuevas teorías que permitirán entender en mayor extensión el proceso de reestructuración de los vidrios, de vital importancia para extender su uso en un mayor número de aplicaciones.