Os cristais podem ser feitos artificialmente, mas muita energia é usada para derreter os ingredientes juntos, e isso pode torná-los caros. Este problema pode ser superado usando solventes apropriados. Chamado de método de fluxo, os cristais crescem em um cadinho que contém solventes que permitem que o cristal se forme com menos energia porque a dissolução acontecerá com mais facilidade. Imagine ter sal de cozinha e querer formar cristais com uma estrutura desejável. O sal pode ser aquecido até o ponto de fusão, o que consumiria muita energia, ou, pode ser dissolvido em um solvente, como água, e a água pode ser evaporada a uma temperatura muito mais baixa do que tentar aquecer o sal sozinho. Encontrar as condições certas é a chave para ter boas receitas de cristal.

Katsuya Teshima, da Universidade Shinshu, é especialista em receitas de fluxo para o crescimento de cristais, e continua a pesquisa para produzir cristais ideais de propriedades desejáveis. Com o recente artigo publicado em Crescimento e Design de Cristais Teshima, o primeiro autor Shunsuke Ayuzawa e sua equipe investigaram rubis (Al ₂ O ₃ :Cr) e sua curva de solubilidade em fluxo. O método de fluxo de crescimento de cristais é atualmente o método preferível de obtenção de cristais porque tem um impacto ambiental desprezível. Com esta pesquisa, Teshima e sua equipe da Universidade Shinshu investigaram a curva de solubilidade parcial do crescimento do cristal de rubi em trióxido de molibdênio (MoO ₃ )

A curva de solubilidade é um gráfico que mostra quanto se dissolve em qual temperatura. É crucial saber essas informações para fazer crescer cristais com precisão. Com esta pesquisa, a curva de solubilidade de Al ₂ O ₃ :Cr em MoO ₃ para 1050 a 1200 ° C. Descobrir a curva de solubilidade deste cristal que vaporiza em tais altas temperaturas foi extremamente difícil, mas essa equipe conseguiu descobrir uma maneira usando o princípio orientador do crescimento epitaxial em um único substrato de safira de cristal para medir uma pequena quantidade de crescimento de cristal de rubi. A chave era distinguir entre a camada de rubi vermelho e a camada de safira transparente à medida que o fluxo evaporava.

Ruby é a palavra latina para vermelho, e como o nome sugere, é conhecida por sua bela cor rosa e marrom. Os rubis são uma das cinco gemas cardeais porque eram raros no passado. Outras gemas cardeais são diamantes, esmeraldas, safira e ametista. O que está se tornando mais aparente é que os rubis não são apenas bonitos de se ver, mas têm propriedades que podem ser usadas em diversos setores. Rubis têm resistência mecânica, excelentes propriedades ópticas e são quimicamente estáveis. Cristais únicos de rubi são ótimos dispositivos ópticos. O primeiro laser sólido relatado em 1960 era feito de cristal de rubi.

Ao contrário dos diamantes que são feitos de carbono puro, rubis são feitos de uma mistura do mineral corindo, uma forma cristalina de óxido de alumínio com um traço de cromo que lhe dá a cor vermelha. A temperatura de espera, que é a temperatura na qual a solução é mantida, produz diferentes tipos de rubis com propriedades diferentes. A curva de solubilidade recém-descoberta permitirá que os cientistas sejam mais precisos ao fazer cristais.

Teshima, um pesquisador universitário, espera sistematizar o diagrama de fases dos métodos de fluxo para todos os materiais. Tendo confiado na experiência e conhecimento no passado, ele conduzirá mais pesquisas realizadas por meio da química analítica e da ciência computacional do ponto de vista da química de processos. Ele acredita que novas substâncias podem ser descobertas e criadas para desempenhar novas funções por meio da sistematização do método do fluxo.