ime sequência de imagens representativas do microscópio de força atômica, mostrando a precipitação e subsequente transformação dos estágios preliminares líquidos na superfície de um monocristal monohidratado de ácido glutâmico. A primeira imagem (t =0 minutos) foi gravada cinco minutos após a adição da solução supersaturada. Mais imagens da esquerda para a direita após outras 3, 9, 15, 26, 31, 34, 37 e 47 minutos. O campo de visibilidade tem dois por dois micrômetros de tamanho. Os círculos coloridos ajudam a observar o que acontece com as gotas na superfície do cristal (dissolução ou crescimento de outra camada). Crédito:Universidade de Konstanz
Isso pode acelerar consideravelmente o crescimento do cristal, que é de grande importância em diversos materiais e aplicações. O estado líquido dos blocos de construção no estágio preliminar também pode acelerar a eficácia dos medicamentos. Os resultados foram publicados na atual edição da revista científica. Nature Communications em 21 de junho de 2017.
A equipe de pesquisa do professor Coelfen usou um microscópio de força atômica para as medições neste estágio preliminar. As imagens assim obtidas mostram pontos brilhantes que se tornam mais escuros com o passar do tempo, e finalmente amalgamar inteiramente com a superfície do cristal. O microscópio de força atômica traduz o brilho em altura. Quanto mais claro o local, quanto mais alto o componente que então se espalha até atingir a altura da superfície do cristal. Agora forma uma nova camada de cristal. Helmut Coelfen explica o princípio:"Se eu criar uma nova camada com átomos ou moléculas, Eu preciso muito disso. Se, Contudo, minha solução já contém blocos de construção, Posso adicionar muitos blocos de construção ao canteiro de obras pretendido de uma só vez. "
A existência desses nano-gotejamentos já era conhecida antes do experimento de Konstanz. Eles foram encontrados para proteínas, que são macromoléculas muito grandes. Ácido glutâmico, em contraste, é um único aminoácido, uma molécula muito pequena. Este crescimento não clássico em moléculas tão pequenas foi observado pela primeira vez. assim como a medição bem-sucedida. Estritamente falando, o estado líquido ainda não foi provado, mas é concluído a partir da propriedade dos blocos de construção na superfície do cristal. "Achamos que deve ser líquido, caso contrário, os nano-gotejamentos não se espalhariam dessa forma ", diz Helmut Coelfen.
Se o ácido glutâmico usa este mecanismo de fases preliminares líquidas para crescer, isso também pode se aplicar a outras moléculas. Helmut Coelfen tem em mente formulações particularmente novas de substâncias ativas em medicamentos. Como os líquidos se dissolvem mais rápido do que os sólidos, esses medicamentos se tornariam eficazes muito mais rapidamente. O experimento da equipe de pesquisa de Coelfen também pode medir a taxa de crescimento das camadas e, assim, calcular quantos blocos de construção o líquido contém. "Isso contribui para uma compreensão fundamental do crescimento do cristal", diz Coelfen. Os desvios do crescimento esperado do cristal também podem ser explicados por meio dessa observação.
Novas teorias físico-químicas do crescimento do cristal terão agora que ser desenvolvidas para descrever teoricamente a observação empírica do estágio preliminar do líquido. As questões cruciais são:de onde vêm esses pequenos blocos de construção? Por que eles ficam líquidos? E por que eles podem criar uma camada de cristal? A equipe de pesquisa de Helmut Coelfen forneceu o material experimental para a teoria por vir.