Origem em escala atômica da relaxação estrutural de vidros metassilicato de chumbo e dissilicato de lítio

Resumo

Os vidros são materiais termodinamicamente instáveis. Por isso, eles relaxam espontaneamente em direção ao estado líquido super-resfriado. O processo de relaxação estrutural é um fenômeno irreversível, dependente do tempo, que pode ser acompanhado experimentalmente medindo alguma propriedade ao longo do tempo em temperaturas próximas da transição vítrea. Embora a cinética do processo de relaxação estrutural de vidros seja razoavelmente conhecida, sua compreensão em escala atômica permanece indefinida. Algumas simulações computacionais e experimentos foram realizados para estudar esse fenômeno, mas até o momento os resultados em escala atômica não são conclusivos. Portanto, este projeto tem como objetivo realizar um estudo aprofundado das mudanças estruturais que ocorrem nos vidros durante a relaxação. Planejamos usar os vidros metassilicato de chumbo e dissilicato de lítio como composições modelo (são composições usadas no projeto de doutorado do candidato), que já possuem uma grande quantidade de dados experimentais da cinética de relaxação estrutural. Para isso, realizaremos medidas de espectroscopias Raman e de Ressonância Magnética Nuclear em várias amostras com diferentes temperaturas fictícias. Serão acompanhadas possíveis diferenças estruturais nas amostras ao longo do tempo, analisando a simetria dos sítios de Pb (ou Li) e Si a partir de anisotropias do deslocamento químico, mudanças nos comprimentos e ângulos de ligação associados à coordenação dos primeiros vizinhos, desproporção de espécies Qn, etc. Poucos trabalhos abordaram esses aspectos sistematicamente, o que é vital para avançar no entendimento da relaxação estrutural de vidros.