doi.org/10.1126/science.ady6472
Credibilidade: 999
#Matéria
Cientistas conseguiram estabilizar uma fase da matéria que era apenas teórica há décadas, abrindo novas possibilidades para a ciência dos materiais e para tecnologias quânticas
Pesquisadores da Universidade Brown e da Universidade de Michigan, nos Estados Unidos, usaram nanopartículas de prata especialmente projetadas para criar estruturas que “travam” um estado intermediário instável entre dois arranjos cristalinos comuns nos metais.
Os metais geralmente organizam seus átomos de duas formas principais: uma estrutura cúbica de faces centradas (FCC), que é o empacotamento mais apertado possível, ou uma estrutura cúbica de corpo centrado (BCC). Quando alguns metais são aquecidos, eles podem mudar de uma para a outra. Os cientistas há muito tempo imaginavam que essa transformação passava por fases intermediárias temporárias, mas essas etapas eram tão instáveis que nunca haviam sido observadas ou controladas de verdade em um material real. Uma das teorias mais conhecidas, chamada de via Nishiyama-Wassermann, previa exatamente essas estruturas transitórias.
Agora, o time liderado por Ou Chen, da Brown, conseguiu reproduzir essas fases usando blocos de construção em nanoescala. Eles sintetizaram nanopartículas de prata com formato de octaedros truncados – uma espécie de diamante com as pontas cortadas, resultando em uma partícula de 14 faces que fica entre uma esfera e um cubo. Ao ajustar a temperatura durante a fabricação, os pesquisadores criaram partículas com formas variadas, mais arredondadas ou mais angulares. Depois, cobriram essas partículas com longas cadeias moleculares que funcionam como “pelos pegajosos”, ajudando-as a se conectar e se organizar sozinhas em superestruturas ordenadas.
Essas ligações flexíveis permitiram que as nanopartículas se encaixassem nos mesmos padrões intermediários previstos pela teoria. Simulações computacionais detalhadas, feitas em colaboração com a equipe de Sharon Glotzer na Universidade de Michigan, confirmaram o que os experimentos mostravam. Como explicou Tim Moore, coautor do estudo, as partículas se comportam como se tivessem “cabelos” que dão liberdade para se moverem, mas ao mesmo tempo se encaixam perfeitamente.
O resultado foi ainda mais surpreendente do que o esperado. Quando iluminadas com luz, essas novas superestruturas de nanopartículas exibem um acoplamento forte entre luz e matéria. Os elétrons dentro das partículas de prata oscilam em sincronia com as ondas de luz e criam efeitos quânticos de entrelaçamento. O mais impressionante é que isso acontece à temperatura ambiente, enquanto fenômenos semelhantes normalmente só são vistos em temperaturas muito baixas. Essa propriedade pode ser valiosa para o desenvolvimento de computadores quânticos, sensores e outras tecnologias da informação quântica.
Ou Chen compara o trabalho ao de crianças brincando com blocos de LEGO: os cientistas criam blocos únicos em nanoescala e os empilham de formas interessantes. Ao controlar a forma das nanopartículas, eles conseguiram estabilizar estruturas que antes existiam só no papel. Isso não só ajuda a entender melhor como os materiais mudam sua organização interna, mas também demonstra uma nova estratégia poderosa para projetar materiais sob medida com propriedades desejadas.
O estudo, publicado na revista “Science”, representa um avanço fundamental na ciência dos materiais. Ele mostra que é possível observar e controlar transições que antes eram fugidias, dando aos pesquisadores maior domínio sobre a engenharia de nanomateriais. No futuro, essa abordagem pode levar à criação de materiais completamente novos com aplicações em eletrônica, computação quântica e muito mais.
Em resumo, o que era uma fase escondida e instável da matéria agora foi capturado e pode ser estudado, abrindo portas para descobertas que vão além do que imaginávamos.
Publicado em 14/06/2026 05h54
Estudo original: