Cerâmica e vidro ambos são feitos de sílica, o que diverge na estrutura?

Vidro é qualquer material formado por um arranjo de átomos que não obedeça interações de longo alcance. Possuem ligações cujas propriedades líquidas e químicas não permitem que os átomos se alinhem em estruturas cristalinas quando o líquido é resfriado. Um aspecto importante na formação dos vidros é a mobilidade limitada de seus átomos na forma líquida do material, o que impede a formação de um sólido cristalino. Mesmo materiais que são normalmente cristalinos como os metais, podem ser transformados em vidros pelo rápido resfriamento do material fundente à uma temperatura muito abaixo daquela de seu ponto de solidificação. Desta forma eles se solidificam tão rapidamente que seus átomos e moléculas, que normalmente possuem uma estrutura cristalina, não tem tempo para se arranjarem nesta forma.

Cerâmicas são compostos de elementos metálicos e não-metálicos que suportam temperaturas muito elevadas, podendo possuir propriedades muito melhores que os metais sob certas circunstâncias. Um exemplo seriam lâminas de cerâmica para turbinas, operando a altas temperaturas e ainda assim mantendo a estabilidade de suas propriedades mecânicas. Neste caso a eficiência termodinâmica poderia revolucionar os sistemas de transporte. O problema atual é que, se a cerâmica falhar, a falha é catastrófica, quebrando-a irreparavelmente. Vidros e cerâmicas não podem absorver o mesmo alto impacto dos metais, sofrendo quebras ao invés de simples conformação.

Uma pesquisa importante sobre vidros e cerâmicas em microgravidade, envolve o estudo e controle das pequenas trincas, que são responsáveis pelas falhas desses materiais. Espera-se que em microgravidade se possa entender e controlar seus processos de fabricação para prevenir a formação destas imperfeições.