Nuevo estudio israelí arroja luz sobre el misterio de la transición vítrea
Por Pesach Benson • 30 de abril de 2026
Jerusalén, 30 de abril de 2026 (TPS-IL) — Un misterio de la física de un siglo de antigüedad se acerca a su resolución gracias a una nueva investigación que arroja nueva luz sobre cómo los líquidos se transforman en sólidos rígidos, similares al vidrio, sin cambios aparentes en su estructura. Los hallazgos podrían impactar la producción de alimentos, los geles, el cemento e incluso la medicina.
El fenómeno, conocido como "transición vítrea", afecta a muchos materiales cotidianos e industriales, desde productos alimenticios hasta pinturas y geles, pero ha sido difícil predecir exactamente cuándo un líquido en flujo se endurecerá repentinamente. Ha desconcertado a los científicos durante más de 100 años porque los materiales pueden volverse sólidos en apariencia pero permanecer casi sin cambios a nivel microscópico.
Un equipo de científicos israelíes y alemanes ha introducido un nuevo método experimental para observar la transición rastreando diminutas partículas incrustadas en el material. El estudio, realizado por el Prof. Haim Diamant y la Prof. Yael Roichman de la Escuela de Química de la Universidad de Tel Aviv, en colaboración con el grupo del Prof. Stefan Egelhaaf de la Universidad Heinrich Heine de Düsseldorf, fue publicado en la revista revisada por pares Nature Physics.
"La importancia de esta investigación no solo radica en la identificación de nuevas firmas de la transición vítrea, sino también en ofrecer una perspectiva fresca sobre el fenómeno en su conjunto", dijo Diamant. "Nuestros hallazgos demuestran que la transición vítrea no es simplemente una ralentización gradual del movimiento de las partículas, sino que va acompañada de un profundo cambio en la forma en que el momento se transmite de un punto a otro dentro del material".
Los investigadores utilizaron coloides —líquidos llenos de partículas microscópicas— como sistema modelo. Los coloides son mezclas donde pequeñas partículas sólidas se suspenden en un líquido, permitiendo que el material fluya como un líquido mientras se comporta de maneras complejas dependiendo de la densidad con la que se empaquetan las partículas. A medida que aumenta la densidad de partículas, el sistema se vuelve abarrotado hasta que se "atasca" y se comporta como un sólido.
La innovación clave fue la adición de partículas trazadoras muy pequeñas que permanecen móviles incluso cuando el material circundante se ralentiza drásticamente. Al rastrear pares de estos trazadores con microscopía avanzada, los científicos pudieron medir cómo el movimiento y las fuerzas se propagaban a través del sistema en tiempo real.
Los resultados mostraron un claro cambio en el comportamiento del material. En un líquido, el movimiento se propaga a largas distancias a través del sistema. A medida que se acerca al estado vítreo, esta propagación se descompone y el material comienza a comportarse más como un sólido que absorbe el momento en lugar de transmitirlo.
El estudio identificó tres firmas claras de esta transición. Primero, un cambio en cómo decaen las correlaciones espaciales con la distancia. Segundo, la aparición de una escala de longitud característica creciente vinculada al aumento de la viscosidad. Tercero, la aparición de movimientos opuestos entre partículas vecinas, lo que demuestra el desarrollo de resistencia al cizallamiento, una propiedad clave de los sólidos.
Más allá de la física fundamental, el método tiene importantes aplicaciones prácticas. Podría ayudar a mejorar el diseño y procesamiento de geles, pinturas, productos alimenticios y materiales industriales como suspensiones de cemento y cerámica. Muchos de estos sistemas pueden pasar repentinamente de fluir suavemente a obstruirse o solidificarse, creando grandes desafíos en la fabricación. El nuevo enfoque ofrece una manera de predecir y controlar mejor estas transiciones, mejorando la estabilidad, la textura y el rendimiento.
La técnica también puede beneficiar a la biología y la medicina, donde los tejidos, la sangre y los entornos celulares a menudo se comportan como materiales que son parcialmente líquidos y parcialmente sólidos. Comprender cuándo y cómo se endurecen estos sistemas podría mejorar la investigación sobre la curación de heridas, la progresión de enfermedades y los sistemas de administración de fármacos que dependen de cambios controlados en la consistencia del material dentro del cuerpo.
