Cuando presionas con el dedo un trozo de plastilina blanda, esta se hunde obedientemente y luego recupera lentamente su forma original. Pero si presionas el vidrio de una ventana, o aguanta o se agrieta: no hay deformación gradual. Ambos materiales son amorfos: sus átomos no están dispuestos en una red cristalina estricta como en un metal. Sin embargo, se comportan de maneras completamente diferentes.
El secreto está en lo que ocurre a nivel microscópico. Dentro de un cuerpo amorfo hay diminutas regiones donde los átomos pueden desplazarse de sus posiciones: son como «chasquidos» o «saltos» microscópicos. Cada uno de estos saltos crea a su alrededor un campo de tensiones con forma de cuatro lóbulos: en dos direcciones los átomos se comprimen y en las otras dos se estiran. Los científicos lo llaman singularidad cuadrupolar.
Resulta que todo depende de la magnitud del estímulo. Si el empujón es pequeño —por ejemplo, presionas el vidrio con una aguja—, los «chasquidos» ocurren solo muy cerca de la punta. Su densidad allí es alta y de hecho modifican la rigidez del material: se vuelve anómalamente blando o, por el contrario, rígido. Pero basta con alejarse un poco para que el material vuelva a comportarse como un cuerpo elástico ordinario.
El modelo estándar de la elasticidad que usan los ingenieros supone que la deformación se propaga uniformemente en todas direcciones. Los nuevos datos muestran que para los materiales amorfos esto solo es cierto a grandes distancias. Cerca de la fuente de carga aparecen zonas especiales donde las leyes cambian. Es como si, al lanzar una piedra al agua, las ondas se expandieran de forma regular, pero justo en el punto de impacto el agua hirviera y se comportara de manera impredecible.
Comprender este mecanismo ayudará a crear vidrios, plásticos y geles más resistentes, y a predecir con mayor precisión cuándo y cómo se romperán. Al fin y al cabo, es la elasticidad anómala en la punta de la grieta la que determina si esta se detendrá o seguirá avanzando.
Los materiales amorfos, como la obsidiana (vidrio volcánico), fueron utilizados por los humanos para fabricar cuchillos ya en la Edad de Piedra. Su filo puede ser más fino que el de un bisturí de acero, porque el vidrio no tiene granos cristalinos que dificulten el tallado.
En la novela de Kurt Vonnegut «La cuna del gato», la sustancia ficticia «hielo-nueve» hace que cualquier agua se solidifique instantáneamente a temperatura ambiente. Es un ejemplo de material amorfo con elasticidad extremadamente anómala, aunque por ahora solo en la ficción.