Re: Solidi amorfi

From: Giorgio Pastore <pastgio_at_units.it>
Date: Wed, 11 Jun 2014 00:14:22 +0200

On 6/10/14 3:43 PM, itaccuini_at_gmail.com wrote:
...
> Sto studiando per l'esame di Fisica dello Stato Solido. Nella dispensa usata dal mio prof,
> leggo la seguente frase, senza nessuna ulteriore spiegazione:
>
> "Si parlerà di solido amorfo quando la solidificazione del fuso avviene senza rispettare
> l'equilibrio termodinamico".
>
>
> Inutile dirvi che non mi è per niente chiaro cosa intende, e scrivo qui per chiedervi una mano
> per comprenderla. O per lo meno, qualcuno saprebbe indicarmi qualche libro in cui approfondire
> la questione?

Uhm. Credo che il tuo prof stia semplificando (forse un po' troppo). La
frase che riporti sembra dare per scontato che un solido amorfo si
ottenga esclusivamente per solidificazione da un liquido. Non e' cosi'.
Ci sono diverse tecniche che portano a solidi amorfi senza passare pr il
raffreddamento di liquidi. P.es. bombardamento ionico di un materiale
oppure crescita dal vapore, precipitazione in soluzione,...

Detto questo, il solido amorfo ha tutte le proprieta' di un solido (in
particolare non "scorre" su tempi sperimentali anche lunghissimi) ma non
mostra segni di ordine a lunga distanza tipiche del solido cristallino.
Ovvero manca una simmetria per traslazioni discrete.

Se esista uno stato di equilibrio (termodinamico) amorfo o se si tratta
in ogni caso di stati metastabili e' una questione teorica a mia
conoscenza non risolta. Tuttavia in pratica si puo' contare su un'
evidenza sperimentale che mostra come certi stati amorfi sono stabili
dal punto di vista operativo.

Per i vetri (gli amorfi ottenuti per sottoraffreddamento di un liquido)
la questione del non equilibrio termodinamico e' operativamente semplice
da verificare: si scopre sperimentalmente che le proprieta' dei vetri
ottenibili sottoraffreddando velocemente un liquido, per evitare la
nucleazione di cristalli, sono dipendenti dalla velocità di
raffreddamento, ovvero dalla storia della trasformazione. Piu' che
sufficiente per escludere di essere in presenza di uno stato di genuino
equilibrio termodinamico. Anche se molte delle quantita' termodinamiche
restano ben definite e misurabili.

La caratterizzazione degli amorfi dal punto di vista sprimentale e'
abbastanza sotto controllo. Dal punto di vista teorico, la transizione
liquido-vetro e' uno dei problemi piu' "caldi" (e tosti) della fisica
della materia condensata: nonostante decenni di attacchi su vari fronti,
tuttora manca una teoria completa in grado di dar conto di tutta la
fenomenologia dei sistemi vetrosi. Le teorie fin qui siluppate hanno
cercato dar conto di aspetti cinetici/dinamici o di aspetti
termodinamici ma (fin qui) con poca capacità di metter insieme i due
diversi punti di vista.

Giorgio
Received on Wed Jun 11 2014 - 00:14:22 CEST