p Seja na física, metalurgia, gemologia ou engenharia, as aplicações dos cristais são muito amplas. Uma equipe de pesquisa incluindo Christos Likos e Lorenzo Rovigatti da Faculdade de Física da Universidade de Viena, em colaboração com o Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST, EUA) e a Universidade de Princeton (EUA) desenvolveram um novo método para montar grandes, cristais periódicos. Os resultados foram publicados no jornal ACS Nano . p Os cristais são materiais sólidos compostos de blocos de construção microscópicos dispostos em padrões altamente ordenados. Eles têm inúmeras aplicações, variando de metalurgia a joias e eletrônicos. Muitas das propriedades que tornam os cristais úteis dependem do padrão detalhado de disposição de seus constituintes, que, por sua vez, é altamente sensível aos detalhes da interação entre os blocos de construção. Em cristais moleculares e atômicos, as forças interpartículas são fixadas pela Natureza, e a única maneira de ajustar o arranjo microscópico é variar as condições externas (temperatura, pressão, etc.) ou alterar as próprias partículas. Por contraste, dentro da matéria física, onde os blocos de construção são ordens de magnitude maiores e muito mais complexos do que os átomos, é possível projetar e projetar blocos de construção com propriedades extremamente ajustáveis. Consequentemente, muito esforço tem sido dedicado à síntese de coloides que se automontam em padrões altamente simétricos com propriedades tecnologicamente relevantes. Por exemplo, existem redes cristalinas específicas que exibem propriedades ópticas muito interessantes, os chamados cristais fotônicos - estruturas periódicas que permitem que certas bandas de comprimentos de onda de luz se propaguem por seu interior enquanto bloqueiam outras.

p Um exemplo natural de cristal fotônico é a opala, cuja coloração fascinante se deve ao modo como a luz interage com sua estrutura microscópica de partículas coloidais dispostas em uma rede regular. A iridescência multicolorida da preciosa opala, a fonte de sua aparência encantadora, é devido à presença de vários pequenos cristais, conhecidos como cristalitos, que são orientados aleatoriamente um em relação ao outro. Além disso, a montagem de cristais coloidais é frequentemente confundida com polimorfismo:"Estruturas diferentes são caracterizadas por estabilidades termodinâmicas comparáveis, dificultando a produção de uma única morfologia à vontade ", diz Christos Likos da Faculdade de Física da Universidade de Viena.

p A falta resultante de pedidos de longo alcance é prejudicial para muitas aplicações. De acordo, estratégias precisam ser desenvolvidas para aumentar o crescimento de longo alcance, amostras monocristalinas em experimentos (reais ou numéricos). De acordo, cientistas têm trabalhado arduamente para desenvolver estratégias que aumentem o crescimento de grandes, estruturas monocristalinas. Empregando simulações de computador, um novo método agora meen desenvolvido que permite a montagem de tecnologias relevantes, cristais não polimórficos. "O sistema se cristaliza em uma mistura de diferentes micocristais. No entanto, as estruturas concorrentes montadas pelos coloides têm diferentes geometrias e diferentes distribuições de vazios internos. Esta diferença pode ser explorada ajustando o tamanho do aditivo de polímero para interagir exclusivamente com a simetria de vazio do cristal desejado, efetivamente estabilizando-o contra o concorrente ", explica Lise-Meitner Fellow Lorenzo Rovigatti, trabalhando no grupo de Christos Likos.

p Os resultados da equipe de pesquisa não servem apenas para ilustrar uma alternativa às abordagens existentes que, em muitos casos, produzir resultados insatisfatórios, mas também para guiar realizações experimentais de cristais abertos coloidais altamente ordenados em um futuro próximo.