Uma equipe internacional de pesquisadores observou um fenômeno chamado derretimento digital em cristais coloidais. Eles estudaram como isso ajuda a permitir mudanças de uma estrutura cristalina para outra
A fusão digital pode ocorrer em uma variedade de materiais de gelo aos metais. (Cortesia: Istock/Ninikas)
As transições estruturais induzidas por cisalhamento acontecem quando a estrutura de um materials muda devido à aplicação da força. É um fenômeno observado em vários sistemas, incluindo metais como alumínio e ferro, cristais moleculares como gelo e quartzo e até o manto da Terra.
Uma melhor compreensão de como funciona pode levar a uma melhoria no processamento e fabricação de materiais com mais controle sobre a formação de defeitos.
Medir processos microscópicos como esse geralmente é desafiador porque a microscopia eletrônica não pode resolver os movimentos de átomos individuais em sólidos a granel, e a forte força de cisalhamento torna as coisas especialmente difíceis.
Aqui, os pesquisadores usaram cristais coloidais, permitindo que eles observem transições no nível de partículas únicas. Como materials macio (que pode ser facilmente deformado), os cristais colóides são particularmente adequados para esse tipo de estudo.
Eles descobriram que, sob certas condições, uma camada líquida formada em torno da nova estrutura cristalina em crescimento. Esse fenômeno é conhecido como “fusão digital” porque ocorre bem abaixo da temperatura efetiva de fusão. Essa camada líquida facilita a transição, reduzindo a energia de deformação na interface entre as estruturas cristalinas antigas e novas.
A fusão digital já foi proposta em teoria e simulação, mas nunca havia sido diretamente observada em experimentos antes. Os resultados da equipe não apenas representam a primeira observação experimental desse processo, mas também nos ajudam a entender melhor em que circunstâncias ocorre.
O estudo possui aplicações em potencial em vários campos, incluindo metalurgia, ciência dos materiais e geofísica. O conceito de fusão digital também pode fornecer uma nova maneira de pensar sobre relaxamento do estresse e transições de fase em outros sistemas.
