p Uma equipe de pesquisadores da Universidade de Tóquio e da Universidade Fudan estudou o processo de cristalização quando mais de um arranjo estrutural é possível. Ao reduzir o ruído de flutuações aleatórias, eles descobriram que os precursores transitórios das várias ordens cristalinas coexistem e competem entre si. Este trabalho pode ajudar a levar a métodos de engenharia de cristal mais eficientes. p Uma das exposições mais populares de qualquer museu de geologia é a seção de cristal. Grande, plano, faces retangulares ou tetraédricas de um cristal elegante refletem padrões moleculares subjacentes. Em uma inspeção mais próxima, alguns espécimes acabaram sendo mosaicos de diferentes formas, mostrando que os mesmos átomos podem se organizar de várias maneiras, chamado polimorfismo. Na verdade, todos os cristais são apenas arranjos repetidos de átomos ou partículas maiores que normalmente crescem de sementes menores. Essas sementes servem como modelos iniciais que permitem que novas partículas se fixem nos locais adequados. Contudo, quando várias estruturas exibem estabilidades semelhantes, o processo de cristalização pode se tornar extremamente complexo.

p Para entender melhor isso, pesquisadores da Universidade de Tóquio e da Universidade Fudan estudaram um sistema experimental que consiste em esferas coloidais uniformes de poli (metacrilato de metila). Usando microscopia confocal, que permite rastrear as posições 3-D de muitas partículas simultaneamente, junto com poderosos algoritmos de computador, a equipe observou uma mistura fervilhante de estruturas concorrentes quebrando e reformando constantemente.

p Cada tipo de precursor de ordenação cristalino competia para semear o crescimento desse tipo de estrutura. Os cientistas descobriram que as estruturas intermediárias antes que a cristalização se completasse eram misturas de ordens locais de vida curta e frequentemente transformadas umas nas outras. "A competição entre diferentes pedidos de cristal ocorre localmente e pode ser mascarada por grandes flutuações posicionais, "diz o autor sênior Peng Tan.

p Para superar esse ruído, a equipe teve que usar métodos computacionais para classificar corretamente as várias estruturas. A coexistência espacial de fases, junto com as flutuações temporais recém-descobertas de ordens concorrentes, mostra que a desordem é uma característica intrínseca dos precursores de cristal.

p "Nosso método fornece a imagem mais clara ainda da competição que pode existir entre as várias formas cristalinas em uma única amostra, "diz o autor sênior Hajime Tanaka." Esta pesquisa pode abrir caminho para novas abordagens para a produção industrial de materiais cristalinos. "

p O trabalho é publicado em Avanços da Ciência como "Revelando papéis de ordenações estruturais locais concorrentes na cristalização de sistemas polimórficos."