p Acredite ou não, o aço tem algo em comum com apêndices bacterianos:ambos podem sofrer um tipo especial de transformação física que permanece intrigante. Agora, pesquisadores do Japão e da China usaram observações microscópicas diretas para fornecer mais clareza de como essa transformação ocorre. p Em um estudo publicado recentemente em Nature Communications , pesquisadores do Instituto de Ciência Industrial da Universidade de Tóquio e do Departamento de Física da Universidade Fudan revelaram detalhes físicos até então desconhecidos que sustentam as transições de fase sólido-para-sólido cristalinas em materiais macios, e possivelmente como os pesquisadores podem explorar mais plenamente as propriedades de materiais avançados.

p Um tipo especial de transição de fase sólido para sólido, conhecida como transição martensítica, é uma fronteira emocionante na medicina, tecnologia, e outros campos. A transição martensítica é possibilitada por um movimento coordenado de átomos em um material, que altera as propriedades do material sem alterar sua composição química. Ligas metálicas e proteínas podem passar por essa transição. Os pesquisadores levantam a hipótese de que em materiais macios facilmente deformáveis, a transição pode ocorrer de forma diferente daquelas observadas em materiais duros com defeitos estáveis. Atualmente, esta hipótese é difícil de testar, algo que os pesquisadores pretendiam abordar.

p "Tradicionalmente, tem sido um desafio observar microscopicamente o processo dinâmico de transições martensíticas em materiais moles em um nível de partícula única, "diz o co-autor sênior do estudo Hajime Tanaka." Deve-se conceber um meio de fazê-lo de uma forma que inicie rapidamente a transição sem perturbações prejudiciais ao sistema. "

p Para fazer isso, os pesquisadores usaram uma técnica suave conhecida como troca iônica - em princípio, o mesmo método usado para remover íons de cálcio e magnésio da água - para mudar rapidamente a estrutura cristalina das micropartículas poliméricas. Pode-se observar a cinética das transições martensíticas resultantes com um microscópio com resolução de partícula única.

p "Os resultados da microscopia foram inequívocos, "explica Peng Tan, co-autor sênior do estudo. "Observamos três mecanismos até então desconhecidos pelos quais cristais coloidais moles cúbicos centrados no corpo se formam a partir de cristais cúbicos centrados na face, dependendo da condição. "

p Os pesquisadores examinaram as características dessas vias - denominadas nucleação in-grain termicamente ativada, nucleação assistida por pré-fusão de limite de grão, e crescimento assistido por parede - com foco particular em como a barreira de energia para a transição é reduzida em cada caso.

p "A suavidade de um cristal desempenha um papel crítico na nucleação em grão ativada termicamente, "explica Tanaka." Considerando que, as outras duas vias podem ocorrer mesmo em materiais duros. "

p Esses resultados têm diversas aplicações. Por exemplo, alguns produtos farmacêuticos podem alterar sua disponibilidade no corpo por meio de transições de fase sólida para sólida; Portanto, compreender como controlar quando e onde essas transições ocorrem pode fornecer um novo meio de distribuição de drogas direcionadas. Uma maior compreensão dos mecanismos físicos das transformações sólido para sólido apóia o desenvolvimento de novos materiais que podem ser adaptados para aplicações.