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La ciencia responde '¿Por qué el vidrio es invisible?'

La ciencia responde '¿Por qué el vidrio es invisible?'

El vidrio ha sido uno de los materiales más asombrosos utilizados por los humanos desde la antigüedad. Desempeñó un papel importante en la vida diaria, desde la arquitectura, las telecomunicaciones, el arte, el diseño industrial y la construcción de edificios. Es uno de los materiales más confiables del mundo. Lo usamos en herramientas médicas, medicamentos, productos químicos, alimentos, agua y más. Entonces, ¿cuál es la ciencia detrás de esta importante creación?

¿Qué es el vidrio y de dónde viene?

El vidrio es un material sólido inorgánico que suele ser translúcido o transparente, además de quebradizo, duro e impermeable a los elementos naturales. La principal fuente de vidrio es la corteza terrestre, donde los elementos más primarios son el oxígeno y el silicio.

[Fuente de imagen:Pixabay]

Las moléculas de oxígeno y silicio se integran entre sí y forman dióxido de silicio. Eso se convierte en cuarzo. El cuarzo tiene una forma cristalina regular, que se encuentra comúnmente en la arena y es el ingrediente principal de la mayoría de los tipos de vidrio.

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Sólido amorfo

Los defectos más pequeños dentro de la estructura cristalina y los bordes de los granos rígidamente formados reflejan y dispersan la luz que los atrapa. Pero el calor lo cambia todo. Cuando el cuarzo se calienta lo suficiente, el calor hace vibrar las moléculas hasta que rompen los enlaces que las mantienen unidas y se convierten en un líquido que fluye. El educador Mark Miodownik explicó el proceso:

"El dióxido de silicio líquido no se transforma en un sólido cristalino cuando se enfría. En cambio, a medida que las moléculas pierden energía, son cada vez menos capaces de moverse a una posición ordenada, y el resultado es lo que se llama un sólido amorfo. Un material sólido con la estructura caótica de un líquido, que permite que las moléculas llenen libremente cualquier espacio. Esto hace que la superficie del vidrio sea uniforme a un nivel microscópico, permitiendo que la luz incida sobre él sin dispersarse en diferentes direcciones ".

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Como sabrá, un átomo consiste en un núcleo con electrones que orbitan alrededor de él en un espacio vacío. La luz puede pasar sin tocar ninguna de estas partículas. Pero, ¿por qué no son más transparentes los materiales? Se trata solo de los diferentes niveles de energía que pueden tener los electrones en un átomo.

"Imagínelos como diferentes filas de asientos en las gradas del estadio. Inicialmente, se asigna un electrón para sentarse en una fila determinada, pero podría saltar a una fila mejor si solo tuviera la energía. Por suerte, absorber uno de esos fotones de luz que pasan a través del átomo pueden proporcionar la energía que necesita el electrón. Pero hay una trampa. La energía del fotón tiene que ser la cantidad correcta para llevar un electrón a la siguiente fila. De lo contrario, dejará pasar al fotón por, y da la casualidad de que en el vidrio, las filas están tan separadas que un fotón de luz visible no puede proporcionar suficiente energía para que un electrón salte entre ellas ".

Seguramente ahora estamos produciendo muchos tipos diferentes de vidrio, algunos son completamente transparentes o no. Pero la química y la magia detrás de ellos realmente han dado forma a la vida humana, en muchos sentidos.

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Vía Britannica

Escrito por Tamar Melike Tegün

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