&bala; Física 17, s149
Experimentos com partículas coloidais revelaram condições onde se forma uma camada intermediária que separa um líquido cristalizado de seu sólido.
A maneira como os átomos de um líquido cristalizado se reorganizam em uma rede rígida influencia a estrutura e as propriedades do sólido. Também é um desafio observar. Agora, Yilong Han, da Universidade de Ciência e Tecnologia de Hong Kong, e seus colegas conseguiram rastrear a cristalização em tempo actual, usando um sistema modelo baseado em partículas coloidais (1). Eles descobriram que, dependendo de como o sistema esfriava, o avanço da frente de cristalização poderia formar uma camada cristalina bifásica.
Han e seus colegas usaram microesferas de polímero suspensas em uma solução aquosa de corante. Por razões que permanecem obscuras, o corante confere às microesferas uma força atrativa dependente da temperatura. O raio das microesferas também depende da temperatura. Quando a temperatura ambiente cai, as microesferas ficam mais aglomeradas, as atrações tornam-se mais fortes e segue-se uma cristalização controlável.
A equipe despejou a mistura coloidal em um tanque retangular transparente e gravou um vídeo da cristalização vista de cima. A redução da temperatura através do ponto de congelamento levou à esperada rede hexagonal compactada. Mas quando a temperatura baixou ainda mais, formou-se uma chamada interzona entre a frente hexagonal que avançava e o líquido. Consistia em microesferas em uma estrutura quadrada mais solta. Este processo de congelamento em duas etapas é equivalente à formação de uma película líquida no gelo – chamada camada de pré-fusão – mas representa o processo inverso. Na verdade, a teoria de pré-fusão estabelecida reproduziu a dependência logarítmica da espessura interzonal com a temperatura que os pesquisadores observaram. Surpreendentemente, a espessura interzonal pode atingir 50 constantes de rede, muito mais larga do que a observada nas camadas de pré-fusão. Também surpreendente e potencialmente útil foi que a interzona pareceu reduzir o número de defeitos no cristal remaining, oferecendo um caminho para uma síntese livre de defeitos.
–Charles Day
Charles Day é editor sênior da Revista Física.
Referências
- M. Li e outros.“Camada cristalina polimórfica na frente de cristalização,” Física. Rev. 133248202 (2024).
