Un nuevo estado híbrido de la materia: científicos descubren cómo los sólidos se mezclan con los líquidos

La física de la materia acaba de sumar un capítulo inesperado a la historia. Un equipo internacional de investigadores reveló la existencia de un estado híbrido en el que los metales líquidos contienen átomos que permanecen fijos, creando una especie de “corral” que combina propiedades de sólidos y líquidos. El hallazgo se logró al observar nanogotas de metales como platino y oro mediante microscopía electrónica de última generación.

Este fenómeno rompe con la idea tradicional de que los átomos en un líquido están siempre en movimiento. En estas condiciones especiales, algunos permanecen estáticos y alteran por completo el proceso de solidificación, dando lugar a un estado intermedio que no encaja en las categorías clásicas de la materia.

Un nuevo estado híbrido de la materia: cuando los sólidos se mezclan con los líquidos

Investigadores de la Universidad de Nottingham y la Universidad de Ulm lograron capturar con microscopía electrónica cómo se solidifican nanogotas de metal fundido. El estudio, publicado en ACS Nano y financiado por el programa MASI, busca impulsar el uso sostenible de metales raros en aplicaciones futuras.

Los científicos encontraron que, al calentar nanopartículas metálicas sobre soportes ultrafinos de carbono, parte de los átomos se quedaban “anclados” en defectos de la superficie. Estos átomos inmóviles forman un anillo alrededor del resto, atrapando el líquido y permitiendo que se mantenga en estado fundido incluso a temperaturas muy por debajo de su punto de congelación.

El resultado es un líquido confinado que puede permanecer estable cientos de grados por debajo de lo esperado. Cuando finalmente se solidifica, no lo hace en forma cristalina, sino como un sólido amorfo, altamente inestable y dependiente de la presencia de esos átomos fijos.

¿Por qué se le llama estado híbrido de la materia?

Se le denomina así porque combina características de dos mundos de la materia:

• Del sólido: átomos estacionarios que mantienen estructura.
• Del líquido: movilidad y fluidez del resto de los átomos.

Este cruce genera un comportamiento único que no se había observado antes en metales. Hasta ahora, solo fotones y electrones habían sido confinados a escala nanométrica, pero este estudio marca la primera ocasión en que se logra hacerlo con átomos.

University of Nottingham | New hybrid state of matter, solid liquid metal

Posibles aplicaciones del "metal sólido-líquido"

Según el profesor Andrei Khlobystov, este avance podría abrir la puerta a una nueva forma de materia que combine rasgos de sólidos y líquidos en un mismo sistema. El descubrimiento busca aprovechar de manera más eficiente los metales raros en aplicaciones de energía limpia:

• Catalizadores más eficientes: el platino confinado en carbono es clave en procesos industriales y energéticos.
• Nuevos materiales amorfos: útiles en electrónica y construcción.
• Tecnologías limpias: mejor aprovechamiento de metales raros en almacenamiento y conversión de energía.

Este hallazgo abre la puerta a repensar los estados de la materia y cómo ocurren las transiciones entre ellos. Además, demuestra que incluso en sistemas tan estudiados como los metales, aún existen sorpresas que pueden cambiar la forma en que diseñamos materiales para el futuro.

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