Cientistas acidentalmente produzem um tipo inteiramente novo de vidro

O vidro é, por natureza, aleatório. Ele é criado por fusão de vários minerais em conjunto em temperaturas insondavelmente altas. O vidro tem uma estrutura aleatória, desorganizada, como um líquido congelado no tempo. No entanto, por algum feliz acidente, alguns cientistas criaram um vidro com um padrão molecular regular.

O primeiro indício que os cientistas tiveram  de que algo estava diferente sobre o vidro que tinham criado veio de alguns picos consistentes em seus dados espectroscópicos. Os pesquisadores mediram o quanto o vidro polarizou – mudou a orientação – de um feixe de luz laser. A interação do feixe com o vidro deve produzir um gráfico onde todos os resultados são aleatórios. Mas, em vez disso, picos regulares apareceram. Isto pode parecer banal, mas é um indicador confiável de um arranjo periódico de moléculas. Você pode ver a pesquisa na revistaProceedings, da Academia Nacional de Ciências.

“Esta é uma grande surpresa”, comentou Juan de Pablo, da Universidade de Chicago. “A aleatoriedade é quase a característica definidora do vidro. Pelo menos estamos habituados a pensar assim. O que fizemos foi demonstrar que é possível criar vidros onde há alguma organização bem definida. E agora que entendemos a origem de tais efeitos, podemos tentar controlar essa organização, manipulando a nossa forma de preparar esses materiais.”

O segredo para este fim molecular parece ser a maneira pela qual este vidro especial foi criado. Em vez resfriar vidro líquido para um sólido, este vidro foi formado usando um vapor. A técnica envolve criar camadas de vidro sólido através da deposição de um vapor de moléculas orgânicas sobre uma superfície, todas reguladas em ambiente de vácuo. O cultivo de camada por camada de vidro é preciso. Isso retém eficazmente as moléculas na sua orientação “verdadeira”.

O processo é altamente dependente da temperatura. A temperatura tem que estar dentro do intervalo estreito, onde o vapor do líquido pode se solidificar. A ordem pode ser ajustada alterando a temperatura enquanto o vidro é precipitado, mas uma vez que o vidro definiu sua ordem molecular, mesmo durante mudanças de temperatura ele vai manter essa ordem.

“Os vidros são uma das classes menos compreendidas de materiais”, comentou de Pablo. “Eles têm a estrutura de um líquido – desordem – mas eles são sólidos. E isso é um conceito que tem mistificado as pessoas por muitas décadas. Então, o fato de que agora podemos controlar a orientação destes materiais desordenados é algo que poderia ter implicações tecnológicas profundas – embora nós ainda não saibamos quais. Nós estamos apenas no começo…”

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