Un cristal de plástico es un cristal compuesto por moléculas que interactúan débilmente y que poseen cierto grado de libertad de orientación o conformación. El nombre de cristal plástico se refiere a la blandura mecánica de tales fases: se parecen a las ceras y se deforman fácilmente. Si el grado de libertad interno es la rotación molecular, también se utiliza el nombre de fase de rotor o fase rotatoria . Ejemplos típicos son las modificaciones Metano I y Etano I. Además de los cristales plásticos moleculares convencionales, también están surgiendo cristales plásticos iónicos, particularmente cristales plásticos iónicos orgánicos (OIPC) y cristales plásticos iónicos orgánicos próticos (POIPC). [1] [2]Los POIPC son sales orgánicas próticas sólidas formadas por transferencia de protones de un ácido de Brønsted a una base de Brønsted y, en esencia, son líquidos iónicos próticos en estado fundido, que han demostrado ser prometedores conductores de protones en estado sólido para celdas de combustible de membrana de intercambio de protones a alta temperatura . [1] Los ejemplos incluyen perfluorobutanosulfonato de 1,2,4- triazolio [1] y metanosulfonato de imidazolio . [2]
El grado de libertad de orientación puede ser una rotación casi libre, o puede ser un salto de difusión entre un número restringido de posibles orientaciones, como se mostró para el tetrabromuro de carbono . [3]
Los patrones de difracción de rayos X de los cristales de plástico se caracterizan por una fuerte intensidad difusa además de los picos agudos de Bragg. [1] En un patrón de polvo, esta intensidad parece parecerse a un fondo amorfo como cabría esperar de un líquido, [1] pero para un monocristal, la contribución difusa se revela muy estructurada. Los picos de Bragg se pueden usar para determinar una estructura promedio, pero debido a la gran cantidad de desorden, esto no es muy revelador. Es la estructura de la dispersión difusa la que refleja los detalles del desorden restringido en el sistema. Los avances recientes en la detección bidimensional en líneas de haz de sincrotrón facilitan el estudio de tales patrones.
Por ejemplo, más cerca de la fusión, los cristales de plástico muestran una alta ductilidad y / o maleabilidad. Los cristales de plástico pueden fluir a través de un orificio bajo presión. Por ejemplo, los cristales de plástico de aminoborano [4] se doblan, retuercen y estiran con un estremecimiento característico, bajo una tensión adecuada. Estos cristales se pueden moldear literalmente de cualquier manera posible, como metales de cobre o plata.
De esta manera, son muy singulares en comparación con otros cristales moleculares, que generalmente son quebradizos y frágiles.
Al igual que los cristales líquidos , los cristales de plástico pueden considerarse una etapa de transición entre sólidos reales y líquidos reales y pueden considerarse materia blanda . Otro denominador común es la presencia simultánea de orden y desorden. Ambos tipos de fases se suelen observar entre las verdaderas fases sólida y líquida en la escala de temperatura: