Esquema mostrando a estrutura de cristal sem camadas de coroneno sintético (à esquerda) e a estrutura em camadas de carpatita natural (à direita). Ambas as estruturas foram determinadas por cristalografia de raios-X (centro) e microscopia eletrônica. Crédito:University of Bristol
Um mistério de décadas de por que um cristal orgânico natural fluorescente azul sob luz ultravioleta, no entanto, quando cultivado em condições de laboratório, apresenta fluorescência com uma cor verde intensa, foi resolvido por cientistas da Universidade de Bristol.
A cor dos cristais é função de sua estrutura atômica. No caso de cristais orgânicos, são as relações espaciais entre as moléculas que determinam a cor, então as mesmas moléculas no mesmo arranjo devem produzir cristais da mesma cor, independentemente de surgirem geologicamente ou sinteticamente.
Existe um cristal orgânico de ocorrência natural conhecido como karpatita, que é valorizado por sua bela fluorescência azul sob iluminação ultravioleta.
Quando cultivado em condições de laboratório, no entanto, os cristais fluorescem com uma cor verde intensa.
Por 20 anos, acredita-se que essa diferença seja devida a impurezas químicas no material cultivado em laboratório.
Usando microscopia eletrônica juntamente com espectroscopia de fluorescência e difração de raios-X, Dr. Simon Hall, Jason Potticary, do Centro de Nanomateriais Funcionais de Bristol, CDT, e Torsten Jensen, do Centro de Treinamento para Doutorado em Física da Matéria Condensada, na Escola de Química, descobriram que essa disparidade se deve às diferenças na estrutura dos cristais em nanoescala.
Seus resultados mostram que, na natureza, carpatita tem uma nanotextura que não está presente nos cristais sintéticos, que permite diferentes vias fotônicas e, portanto, um azul, em vez da cor verde durante a fluorescência.
O Dr. Hall disse:"Como este estudo prova que a mudança de cor em cristais orgânicos pode ser um fenômeno morfológico de estado sólido, acreditamos que nosso método interrogativo pode ser aplicado a muitos outros sistemas de cristal orgânico para potencialmente descobrir caminhos de transferência de carga exóticos em semicondutores, transistores de efeito de campo e supercondutores orgânicos. "