Ricard Alert investiga una nova manera de provocar els canvis d'estat en els materials

25 de març 2015

El biofísic Ricard Alert Zenón (Espanya, 2013) ha descobert, juntament amb l’equip de recerca de la Facultat de Física de la Universitat de Barcelona (UB), un nou escenari en què es produeixen transicions de fase de primer ordre. Aquesta categoria de transicions explica per què l’aigua bull en una olla o per què el gel es fon en un got de licor. També es poden anomenar canvis d’estat. El descobriment pren un valor especial, ja que fa replantejar-se alguns fonaments teòrics que els físics consideraven establerts i inamovibles fins ara.

Les últimes setmanes, diversos mitjans del sector com ara Materials Research Society(http://www.materials360online.com/newsDetails/50577) s’han fet ressò de l’article publicat a Physical Review Letters (http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevLett.113.198301). 

Per què dieu que heu fet replantejar certs coneixements físics que es consideraven establerts?

M’explicaré. Fins ara, els diversos escenaris o tipus de transicions de fase de primer ordre es creia que ja estaven definits. De fet, són coneixements que formen part dels llibres de text i que s’ensenyen regularment a les facultats de física. 

La nostra recerca ha descobert un nou escenari de transicions de fase, és a dir, una nova manera per la qual aquests canvis d’estat es poden produir, i això repercuteix en tot el que sabíem fins ara en aquest camp. 

Quin és el nou escenari que heu descobert?

En el món de la física s’estudia principalment un escenari en què es produeixen transicions de fase de primer ordre. Una de les més conegudes i fàcils d’entendre és la transició entre les fases sòlides, líquides i gasoses, a causa dels efectes de la temperatura i/o la pressió. Per exemple, l’aigua líquida, que es pot transformar en gel o en vapor.

Nosaltres hem descobert una nova transició de fase i no hi ha millor manera d’explicar-la que mitjançant un exemple. Imaginem un paisatge de muntanya que té un gran llac a la vall. La silueta de la muntanya representa el perfil d’energia de l’objecte. Mitjançant el nostre mètode, en podem invertir el perfil d’energia. O, per dir-ho d’una altra manera, és com si de sobte poguéssim fer que el relleu de la muntanya passés a convertir-se en el seu reflex en un llac. En aquest concepte es basa la nostra transició de fase.

Ens podries explicar com heu aconseguir descobrir aquest nou escenari?

Per a la nostra recerca hem estudiat els sòlids cristal·lins, que es poden trobar en elements de la vida quotidiana com ara la sal. Aquests sòlids estan formats per àtoms que són massa petits per poder veure’ls al microscopi, de manera que no se’n pot observar el comportament. Per poder fer-ho, hem hagut de ser creatius i hem produït sòlids cristal·lins però formats mitjançant partícules col·loïdals, una mena de partícules que tenen una mida més gran que els àtoms i que són prou grosses per poder observar-les fàcilment a través d’un microscopi. Això ens ha ofert la possibilitat d’estudiar i enregistrar què passa quan un sòlid cristal·lí canvia d’estructura, és a dir, canvia d’estat. 

I quina influència externa heu aplicat per fer que es produeixi aquesta transició de fase?

Les partícules col·loïdals que fem servir, a més de ser més grans que els àtoms, també són paramagnètiques, que vol dir que responen a un camp magnètic. Gràcies a aquesta propietat hem pogut provocar el canvi d’estructura del sòlid mitjançant camps magnètics, enregistrar els resultats i estudiar-ne amb profunditat el comportament per extreure les conclusions de l’estudi. 

Segueix-nos twitter instagram facebook youtube
ricard alert zenón
universidad de barcelona
materiales
facultad de física