Las zonas de transformación por corte deforman los sólidos amorfos
Los sólidos amorfos, como el carbono amorfo, se deforman de forma plástica e irreversible mediante un mecanismo distinto al de los cristales. Mientras que en los materiales cristalinos las dislocaciones permiten que los planos atómicos se deslicen, en los amorfos la deformación se concentra en pequeñas regiones llamadas zonas de transformación por corte o STZ. Estas zonas son grupos de decenas de átomos que se reorganizan de manera no uniforme cuando el material se somete a tensión.
Las avalanchas nacen de la interacción entre zonas
Las STZ no actúan de forma aislada. Interactúan a través de campos elásticos de largo alcance, de modo que cuando una zona se activa puede desencadenar la activación de otras cercanas. Este proceso genera avalanchas estructurales, que son cascadas de deformación coordinada que se propagan por el material. El estudio analiza la dinámica de estas avalanchas, su energía y cómo se organizan durante la deformación.
Las simulaciones revelan una estructura latente de mínimos
Para seguir esta dinámica compleja, el estudio emplea simulaciones avanzadas con potenciales interatómicos aprendidos por máquina y un marco numérico llamado pseudo-arclength continuation. Esta técnica permite seguir los eventos de avalancha sin que los resultados dependan del paso de tiempo de la simulación. Se observa que, antes de que ocurra una avalancha, existe una estructura latente de mínimos locales de energía separados, que el sistema explora durante la deformación.
Para las personas, este conocimiento tiene aplicaciones importantes en diseño de materiales resistentes y duraderos, como vidrios metálicos, recubrimientos duros y componentes estructurales. Comprender cómo se activan y propagan estas avalanchas permite predecir fallos, mejorar la resistencia a la fractura y optimizar la seguridad de productos que dependen de sólidos amorfos, desde dispositivos electrónicos hasta piezas de automoción y aeroespaciales.
Así que, si alguna vez te preguntaste por qué ese vidrio se raya con facilidad pero no se dobla como un metal, ahora sabes que sus átomos prefieren organizar pequeñas revueltas locales en lugar de un desfile ordenado.
