p Alguns cristais orgânicos saltam quando aquecidos. Isso acontece devido a uma mudança extremamente rápida em sua estrutura cristalina. No jornal Angewandte Chemie , cientistas já demonstraram que os cristais enviam sinais acústicos durante este processo, o que pode ser útil na análise das características desse fenômeno. Os pesquisadores demonstraram que esse processo é análogo às transições martensíticas observadas no aço e em algumas ligas. p Martensita é uma forma de aço feita por têmpera austenita, e dá seu nome a um tipo específico de transição de fase. O rápido resfriamento da austenita não permite que os átomos adotem sua estrutura preferida na temperatura mais baixa. Em vez de, eles se movem em uníssono para formar a rede de martensita. Em cristais de salto, um grande número de átomos também muda suas posições de rede em conjunto. A alta velocidade desse fenômeno e o fato de os cristais frequentemente explodirem tornaram impossível provar esta teoria, entender os detalhes, e fazer uso deste efeito termossaliente, como é conhecido. A capacidade dos cristais saltitantes de transformar muito rapidamente calor em movimento ou trabalho é potencialmente útil para o desenvolvimento de músculos artificiais ou braços robóticos em microescala.

p Partindo do pressuposto de que a liberação repentina da tensão elástica acumulada nos cristais que saltam resulta em ondas acústicas relativamente fortes, semelhante a ondas sísmicas de um terremoto, a equipe da New York University Abu Dhabi, o Síncrotron Eletrônico Alemão (DESY) em Hamburgo, e o Instituto Max Planck para Pesquisa do Estado Sólido em Stuttgart começou a trabalhar. Liderado por Panče Naumov, os pesquisadores optaram por estudar os cristais do aminoácido vegetal ácido L-piroglutâmico (L-PGA). Esses cristais saltadores mudam sua estrutura cristalina quando aquecidos entre 65 e 67 ° C; eles retornam à sua estrutura inicial após o resfriamento entre 55,6 e 53,8 ° C, como demonstrado por cristalografia de raios-X com radiação síncrotron.

p Como postulado, os cristais emitem sinais acústicos claros durante a transição. Esses sinais podem ser registrados com um sensor piezoelétrico. O número, amplitude, frequência, e a forma dos sinais deu aos pesquisadores informações sobre a dinâmica e o mecanismo do efeito. A intensidade e a energia da onda acústica inicial foram significativamente maiores e o tempo de subida mais curto do que para as ondas subsequentes. A razão para isso é a propagação mais eficiente da onda elástica através do meio livre de defeitos no início da transição de fase. Conforme a transição avança, o número de microfissuras aumenta, o que diminui o estresse elástico.

p O limite de fase entre as diferentes estruturas cristalinas progride a 2,8 m / s em L-PGA, que é vários milhares de vezes mais rápido do que outras transições de fase. Contudo, as duas estruturas cristalinas são mais semelhantes entre si do que o esperado. A transição envolve expansões em duas dimensões e uma contração na terceira, todos na faixa de apenas 0,5-1,7 por cento.

p "Nosso estudo mostra que os cristais saltadores são uma classe de materiais análogos à martensita inorgânica, e isso pode ser de grande importância para aplicações como a eletrônica totalmente orgânica ", diz Naumov." As técnicas de emissão acústica finalmente fornecem uma visão direta dessas transições rápidas. Nossos resultados indicam que a matéria orgânica, normalmente percebida como macia e quebradiça, e materiais muito mais duros, como metais e ligas metálicas são, pelo menos no nível molecular, não tão diferente. A pesquisa sobre o estado sólido orgânico pode nos permitir obter uma melhor compreensão dos efeitos macroscópicos relacionados. "