A descoberta pode ajudar no design de materiais cujas propriedades dependem de estruturas cristalinas
Vídeos hipnotizantes oferecem uma nova visão sobre como os cristais se formam.
Os clipes em tempo real, descritos em 30 de março na Nature Nanotechnology, mostram imagens em close de partículas microscópicas de ouro caindo, deslizando e flutuando antes de se encaixarem em estruturas cristalinas.
Antes de embarcar no estudo, o físico Erik Luijten, da Northwestern University em Evanston, Illinois, esperava simplesmente confirmar percepções centenárias sobre como os cristais se formam. Mas, diz ele, “ainda havia muito a descobrir sobre a cristalização”.
Átomos que compõem cristais familiares, como sal, açúcar e quartzo, são difíceis de imaginar em ação. Assim, a equipe se voltou para as nanopartículas de ouro, cada uma com cerca de 60 bilionésimos de metro de diâmetro, ou aproximadamente um milésimo do diâmetro de um cabelo humano típico. Os pesquisadores usaram microscopia eletrônica de transmissão para rastrear as partículas conforme elas se posicionavam depois de flutuar em um fluido salgado.
Entre as surpresas dos vídeos, diz Luijten, está a maneira como a cristalização dependia das nanopartículas de ouro deslizando pelas superfícies do cristal, bem como a forma como as partículas rapidamente se dirigiam para os cristais em crescimento a partir do fluido circundante. Os vídeos permitiram que os pesquisadores encontrassem maneiras de controlar esses dois processos.
Ao ajustar a química do fluido, os pesquisadores ajustaram a taxa na qual as nanopartículas foram depositadas da solução circundante para construir os cristais. A escolha entre formas, incluindo cubos, cubos com faces recuadas e esferas, mudou a forma como as partículas se moviam ao longo dos cristais. Ao alterar a química dos fluidos e a forma das partículas, os pesquisadores controlaram se os cristais de nanopartículas cresciam planos lisos ou superfícies ásperas.
As nanopartículas têm centenas de vezes o tamanho dos átomos. Mas os pesquisadores acham que os átomos se transformam em cristais da mesma maneira, tornando as nanopartículas substitutas úteis. O estudo pode ajudar no projeto de eletrônicos dobráveis, células solares de alta eficiência e outros materiais com propriedades que dependem de estruturas cristalinas .
Publicado em 14/04/2023 23h44
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