18 jun. 2014

Las propiedades de los vidrios como el ámbar persisten millones de años a bajas temperaturas



Las propiedades de los vidrios a bajas temperaturas persisten durante millones de años, según una investigación del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universidad Autónoma de Madrid, que ha analizado el ámbar de más de 110 millones de años en la cueva de El Soplao, en Cantabria.










El trabajo, publicado en Physical Review Letters, explica que, aunque el vidrio es conocido desde hace años, su naturaleza es una de las cuestiones más controvertidas de la física. En la investigación se han estudiado muestras de ámbar de esta cueva, cuya formación se remonta al Cretácico y que han sufrido un proceso de envejecimiento y estabilización termodinámica.

En concreto, 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. Con esta técnica, los científicos han logrado conocer la evolución de los ejemplares estudiados con la temperatura.


Hasta ahora se pensaba que no conservaban sus propiedades

Mientras, en el Laboratorio de bajas temperaturas de la Universidad Autónoma se han caracterizado las propiedades termodinámicas. Los experimentos, según informa el CSIC, 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, que ha destacado que el ámbar puede ser "una de las claves" para arrojar luz a esta controversia, porque su historia térmica puede ser manipulada, ya que se puede obtener un ámbar "rejuvenecido" y llevarlo, de nuevo, a su estado vítreo.


Ámbar, resina fosilizada

El ámbar es una resina de árbol fosilizada que se produce a partir de los exudados de coníferas o angioespermas. 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. El ámbar es un material muy relevante para a Paleontología, puesto 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.

Según los investigadores, 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.

Finalmente, comentan que 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.




Referencia bibliográfica:

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



Fuente:
http://www.rtve.es

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