Adapter les liaisons chimiques
Identification spécifique des solides dont les propriétés changent radicalement au cours de la cristallisation.
Les solides peuvent présenter deux états structurels très différents : le cristal et le verre. Alors que l'ordre à courte portée des atomes dans les deux états est généralement très similaire, seuls les atomes du cristal ont un ordre à longue portée. La similitude de l'ordre à courte portée est attribuée à la similitude de la liaison chimique entre les atomes dans les deux phases. Dans leur publication conjointe Tailoring Chemical Bonds to Design Unconventional Glasses, le professeur Matthias Wuttig, de l'Institut de physique de la RWTH et de l'Institut JARA Green IT du Forschungszentrum Jülich, et Carl-Friedrich Schön, de l'Institut de physique de la RWTH, ainsi que des chercheurs de Milan, Liège et Marseille, décrivent leur approche de la conception des liaisons chimiques et, par conséquent, des propriétés des matériaux fonctionnels.
Schön et Wuttig distinguent deux types de solides : ceux dans lesquels le cristal et le verre présentent la même liaison chimique et ceux dans lesquels la liaison chimique diffère sensiblement dans les deux états. C'est pourquoi ces derniers matériaux présentent également un ordre à courte portée des atomes très différent et donc des propriétés différentes de celles de l'état cristallin. Seuls les matériaux dont les cristaux forment une liaison dite métavalente présentent ce comportement. À l'aide de calculs de mécanique quantique, les physiciens peuvent dresser une carte permettant d'identifier ces matériaux spéciaux, ce qui permet d'identifier spécifiquement les solides dont les propriétés changent radicalement au cours de la cristallisation. Les physiciens d'Aix-la-Chapelle ont publié leurs résultats dans la célèbre revue Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
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