Essas imagens mostram várias visualizações ampliadas de quasicristais auto-montados a partir de nanopartículas esféricas. A equipe de cientistas da Universidade de Chicago, O Argonne National Lab e a University of Pennsylvania continuam a descobrir novos exemplos de materiais quasicristalinos, antes considerado impossível. As barras de escala estão em nanômetros. Uma molécula de DNA mede aproximadamente dois nanômetros de diâmetro. (Dmitri Talapin, Universidade de Chicago)
(PhysOrg.com) - Apenas algumas décadas atrás, os cientistas acreditavam que toda matéria ordenada consiste em blocos de construção que se repetem - átomos, íons ou moléculas. Nesta visão, os sólidos comuns da vida cotidiana são organizados em cristais de repetição, padrões tridimensionais.
Os cientistas desafiaram essa outrora considerada lei universal da natureza quando descobriram um material "impossível" cuja existência não podia ser explicada por arranjos periódicos de átomos. Esses materiais, mais tarde denominado quasicristais, seguir diferente, padrões matematicamente estritos, mas não repetitivos.
Desde então, quasicristais foram descobertos em aproximadamente 100 compostos intermetálicos sintéticos e, em 2009, em um espécime geológico. Mas as perguntas permaneceram. Como e por que eles se formam, eles são estáveis, e qual é sua estrutura atômica precisa?
Agora, Dmitri Talapin da Universidade de Chicago e seus colegas criaram quasicristais a partir de nanopartículas de automontagem pela primeira vez. As técnicas de automontagem aproveitam as tendências da própria natureza para desenvolver novos materiais. As técnicas também prometem revelar novos detalhes da estrutura atômica dos quasicristais de uma forma que ilude até mesmo as técnicas de microscopia mais poderosas.
“Aqui temos a natureza trabalhando para nós e criando toda essa incrível complexidade, ”Disse Talapin, professor assistente de química na Universidade de Chicago. Ele e colegas do Laboratório Nacional de Argonne e da Universidade da Pensilvânia relatam suas descobertas em uma edição recente da revista. Natureza .
A equipe UChicago-Argonne-Penn sintetizou nanopartículas esféricas de vários materiais diferentes e as persuadiu a se automontar em quasicristais. “Descobrimos as regras fundamentais que governam a automontagem de quasicristais, ”Talapin disse. “A natureza força essas esferas aleatórias a se agruparem em formas realmente complexas, padrões tridimensionais. ”
Como os quasicristais são raros, os cientistas ainda não exploraram totalmente suas propriedades. Contudo, estudos experimentais e teóricos existentes apontam para as possibilidades de alcançar mecânica sem precedentes, propriedades ópticas e eletrônicas.
Esta exploração se beneficiaria muito de uma melhor compreensão das regras fundamentais que regem a formação de quasicristais, disse Talapin. Seu estudo continua a dar aos cientistas uma nova apreciação da complexidade e beleza dos sólidos, que constituem a base da vida e da tecnologia modernas.
“Os cristais são os principais materiais para uma enorme lista de aplicações. Contamos com cristais em nossos computadores, em nossos relógios, nos carros, nas ruas, em todos os lugares. Que novas oportunidades os quasicristais podem nos trazer? ”
Mais Informações: “Ordem quasicristalina em superredes binárias de nanopartículas automontadas, ”Por Dmitri V. Talapin, Elena V. Shevchenko, Maryna I. Bodnarchuk, Xingchen Ye, Jun Chen, e Christopher B. Murray, Natureza , 15 de outubro, 2009
Fornecido pela University of Chicago (notícias:web)
