Vidro em equilíbrio desmente mito das janelas das catedrais

Redação do Site Inovação Tecnológica - 22/04/2026

Utilizando um campo elétrico, a fase vítrea desordenada (à esquerda) transforma-se espontaneamente em um cristal ordenado (à direita). No entanto, quando o campo é desligado, ela retorna espontaneamente à fase vítrea.
[Imagem: Thijs Herman Besseling et al. - 10.1038/s41467-026-70295-5]

Mito dos vidros das catedrais

Há um mito secular sobre a fluidez dos vidros: As partes inferiores dos vidros das janelas medievais, como as das catedrais, seriam mais espessas do que as partes superiores, o que seria devido ao lento fluir do próprio vidro.

Como todos os mitos, esse é praticamente impossível de ser extirpado. A explicação para as diferenças de espessura está na verdade na forma como o vidro era produzido na Idade Média: Como os painéis eram feitos à mão, sua estrutura era frequentemente irregular, apresentando partes mais finas e mais grossas. Na hora de instalar, era preciso colocar os painéis na moldura com o lado mais grosso na parte inferior porque assim eles ficavam mais estáveis.

Ainda assim, essa história aborda uma questão real da física: É mais difícil do que parece demonstrar o que o vidro realmente é - se um sólido ou um líquido que flui muito lentamente.

Thijs Besseling e colegas da Universidade de Utrecht, nos Países Baixos, acabam de dar uma resposta a esse dilema: Eles criaram um estado semelhante ao vidro que está em equilíbrio termodinâmico.

De acordo com as teorias, tal estado não deveria existir. "Um estado vítreo e um estado de equilíbrio se excluem mutuamente na mente de muitas pessoas," disse Besseling.

Estrutura e movimento das partículas em forma de bastão. Em baixa densidade, elas formam um cristal ordenado (esquerda). Em densidades mais altas, as partículas ainda podem girar, mas tornam-se vítreas e amorfas (direita).
[Imagem: Thijs Herman Besseling et al. - 10.1038/s41467-026-70295-5]

Vidro em equilíbrio

Mesmo dentro da física, ainda há muitas coisas que não estão claras sobre o vidro, ou a fase vítrea da matéria. O vidro não possui uma ordenação interna precisa, como um cristal, por isso se diz que ele é amorfo. Ao mesmo tempo, as moléculas do vidro também não se movem livremente umas em relação às outras, como aconteceria se ele fosse um líquido, ainda que com uma viscosidade altíssima.

Com isto, os livros didáticos descrevem o vidro como um material que está fora do equilíbrio: Um líquido que foi resfriado tão rapidamente que os átomos ficam presos em um estado caótico. Na natureza, tal estado não deveria ser estável, pelo menos de acordo com a teoria.

Em seu experimento, os pesquisadores não estudaram um vidro comum feito de átomos: Eles criaram um sistema modelo formado por partículas coloidais. Os coloides apresentam comportamento físico semelhante ao dos átomos, mas são muito maiores. E, justamente devido ao seu tamanho, os coloides podem ser facilmente observados ao microscópio.

Em vez de coloides esféricos, a equipe optou por partículas em forma de vareta. Essas pequenas hastes podem não apenas se mover lateralmente, como também podem girar. A equipe criou um estado no qual as posições das varetas estão desordenadas e "congeladas", como no vidro, mas elas continuam podendo girar.

A seguir, um campo elétrico externo foi aplicado para forçar as varetas rumo a uma estrutura cristalina. De acordo com a teoria, esse deveria ser um estado final mais estável. Mas, assim que o campo é desligado, o material retorna ao estado vítreo. Isso demonstra que o sistema não está simplesmente preso em algum estado intermediário, mas que, na verdade, está em equilíbrio. Em outras palavras, o estado antes do campo elétrico se mostrou energeticamente favorável, o que significa que o sistema retorna a ele naturalmente - é um vidro em equilíbrio.

Recentemente foi criado um vidro ideal.
[Imagem: Corwin Lab/University of Oregon]

E o vidro real?

O experimento não prova que o vidro de janela entre repentinamente em equilíbrio. Sistemas atômicos se comportam de maneira diferente de sistemas coloidais, que são apenas bons modelos.

No entanto, a pesquisa demonstra que a forma das partículas pode desempenhar um papel importante. Muitas moléculas não são perfeitamente esféricas: Algumas têm formato alongado e podem girar. Assim, os resultados indicam que essas rotações podem ser importantes na transição vítrea, um elemento ausente em muitas teorias.

Além de entrar para o histórico do mito sobre os vidros das catedrais, uma compreensão fundamental - e sem controvérsias - da transição da matéria para a fase vítrea possibilitaria descrever e prever com precisão as propriedades e a vida útil de materiais desordenados, tornando o desenvolvimento de materiais muito mais rápido e eficiente, dizem os pesquisadores.

Quando chegarmos lá, isso poderá impactar o desenvolvimento de baterias, revestimentos, biomateriais e processos de fabricação industrial, entre outros. Também poderia ser relevante para a biologia e a medicina, já que processos biológicos, como o crescimento celular, também apresentam dinâmicas semelhantes às do vidro.

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