Quando se trata da forma como os cientistas reagem às suas descobertas, "Isso é interessante" fica em algum lugar entre "Eureka!" e "Ups".

"Interessante" é exatamente o que o Dr. Jeremiah Gassensmith e seu aluno de graduação Madushani Dharmarwardana pensaram quando notaram um comportamento incomum em uma amostra de cristais com os quais estavam trabalhando no laboratório de química de Gassensmith na Universidade do Texas em Dallas.

Como parte de sua pesquisa de doutorado, Dharmarwardana estava investigando como o material, de uma família de materiais semicondutores orgânicos chamados diimidas de naftaleno, muda de cor de laranja para amarelo à medida que é aquecido.

"Estávamos olhando para este material como um semicondutor termocrômico, "disse Gassensmith, professor assistente do Departamento de Química e Bioquímica da Escola de Ciências Naturais e Matemática. "Esses tipos de materiais semicondutores mudam de cor conforme a temperatura muda. Pense em latas de cerveja que mudam de cor quando estão frias ou em tiras de termômetro que mudam de cor que você coloca na testa para verificar se há febre."

À medida que Dharmarwardana aquecia os minúsculos cristais, as amostras tinham apenas cerca de um oitavo de polegada, ou alguns milímetros, em tamanho, ela percebeu que eles se moviam, o que foi inesperado.

"Os cristais se dobrariam, bobina, flexionar ou pular, eles fariam todo tipo de coisa, "Disse Gassensmith." Isso foi ... interessante.

Embora esse comportamento termossaliente - também conhecido como efeito do cristal saltador - tenha sido observado em outros tipos de cristais, não tinha sido observado nesta classe particular de cristais semicondutores orgânicos, Gassensmith disse. Esse comportamento é de interesse dos pesquisadores porque pode ser explorado para aplicações como micro-máquinas, sensores, ou minúsculos atuadores para dispositivos médicos e músculos artificiais.

Dharmarwardana conduziu um novo conjunto de experimentos nos quais ela colou uma extremidade do cristal a uma lamínula de vidro e colocou a lamínula em uma placa quente.

"À medida que o prato esquentava, o cristal sempre tentou se curvar contra o calor, "ela disse." A explicação para isso é que, uma vez que o cristal atinge uma certa temperatura, o arranjo das moléculas dentro do cristal muda. Essas mudanças se movem sequencialmente pelo material, começando na parte quente que está presa à superfície e se propagando para fora. Isso faz com que o cristal mude de forma. "

"Vemos uma expansão colossal nesses materiais, quase 20 por cento em tamanho, "Gassensmith disse." Essa é a maior variação percentual vista em um material orgânico. "

Em seu próximo conjunto de experimentos, Dharmarwardana colou minúsculas bolas de aço inoxidável nos cristais ancorados para ver quanto peso os cantiléveres de cristal podiam levantar à medida que eram aquecidos. Porque os cristais são quebradiços, ela esperava que eles quebrassem com a carga.

"Fiquei surpreso quando vi que ele estava realmente levantando a bola porque o cristal é muito pequeno em comparação com o peso, que era quase 100 vezes mais pesado que o cristal, "Dharmarwardana disse." Quando projetei o experimento, Eu nunca pensei que fosse subir. Eu pensei que iria quebrar o cristal. "

A carga máxima levantada com um cantilever de cristal de 3,5 milímetros de comprimento foi de cerca de 4 miligramas, a uma altura de 0,24 milímetros.

Conforme o cristal esfria, ele abaixou e ficou reto mais uma vez. Embora o reaquecimento do material não resulte em outra mudança de forma, o material continuou a mudar de cor com repetidas mudanças de temperatura.

"Esta não é uma transformação reversível, "Gassensmith disse." Basicamente, o cristal começa carregado com a energia potencial para mudar de forma e realizar o movimento, mas mantém essa energia até que o material alcance uma temperatura de transição de fase. Nesse ponto, o cristal quer liberar essa energia. Se não estiver vinculado a nada, o cristal vai estourar ou enrolar, mas, fixando-o em uma extremidade, podemos direcionar como essa energia é liberada.

"Ainda é um único cristal, mas suas moléculas agora estão em um arranjo de empacotamento diferente que tem uma energia mais baixa. "

Gassensmith disse que o próximo passo é investigar melhor as diferentes variações do material, incluindo se o comportamento de flexão dos materiais pode ser incorporado em sensores de mudança de cor ou atuar como um disjuntor mecânico dentro da eletrônica orgânica.

"Será interessante ver se podemos induzir o curling nesses cristais eletronicamente, "disse ele." Em princípio, devemos ser capazes de aplicar uma corrente elétrica para levantar coisas, em vez de usar um monte de aquecedores. "