Cientistas do Departamento de Ciência dos Materiais da Universidade de Tsukuba desenvolveram um novo método para produzir cristais únicos em escala micrométrica na forma de vasos ocos. Ao lançar uma solução de etanol em um substrato de quartzo, as moléculas podem se montar espontaneamente na forma adequada. Esta pesquisa, publicada na Science , pode abrir caminho para uma nova linha de experimentos em que processos químicos podem ser contidos dentro desses vasos microscópicos.
Colocar uma tigela chique feita de cristal em um local visível em sua casa pode causar uma impressão positiva em seus convidados. Mas um feito ainda mais impressionante seria a capacidade de criar um recipiente como um único cristal microscópico. Embora alguns organismos minúsculos sejam conhecidos por exibir esse tipo de experiência, pode ser um desafio para os cientistas fazer esses nanocontêineres de forma reproduzível, porque o crescimento descontrolado pode levar a produtos finais deformados.

Agora, uma equipe de pesquisadores da Universidade de Tsukuba relatou um novo procedimento para criar reprodutivelmente cristais ocos em forma de vaso que são uniformes em tamanho e presos a um substrato com o lado aberto voltado para cima. Os cristais foram cultivados a partir de moléculas que possuíam um núcleo de paraciclofano e com quatro braços (metoxifenil)etinil, denominados (S)-CP4, ou sua molécula-imagem espelhada, (R)-CPP4. Para produzir os vasos, uma solução aquecida de (S)-CPP4 foi derramada suavemente sobre um substrato de quartzo sob condições ambientais. Quando a solução esfriou, as moléculas começaram a cristalizar espontaneamente. "Usando este procedimento, conseguimos obter crescimento síncrono, uniaxial e gradual de cristais únicos do tamanho de micrômetros", diz o autor sênior, professor Yohei Yamamoto.

A equipe usou cristalografia de raios-X e microscopia eletrônica de varredura para estudar as estruturas resultantes. As paredes laterais dos vasos cresceram para fora com simetria hexagonal, deixando um vazio no interior das facetas. O tamanho das paredes laterais foi quase constante, com uma espessura de apenas 500 nanômetros. Os pesquisadores também mostraram como as fortes interações intermoleculares conferem resistência mecânica ao vaso. Muitos vasos de cristal podem ser fabricados simultaneamente e uma variedade de formas pode ser produzida. Por exemplo, o excesso de crescimento da borda ou do corpo dá origem a formas de "flor" ou "jóia", respectivamente.

“Cristais ocos com morfologias complexas e bordas e facetas cristalinas bem desenvolvidas podem ser muito úteis como recipientes minúsculos”, diz o professor Yamamoto. Como prova de conceito, a equipe derreteu uma pequena amostra dentro de um recipiente de cristal e descobriu que o líquido resultante permaneceu dentro. Com base nisso, podemos ver um novo tipo de equipamento de laboratório de tamanho micro, no qual as reações podem ser realizadas com quantidades extremamente pequenas de produtos químicos. + Explorar mais

Cientistas desvendam o misterioso mecanismo por trás do crescimento do 'cristal de bigode'