SEM QUERER: Cientistas moleculares produzem um novo tipo de vidro

Por , em 17.08.2015

Quando Juan de Pablo, teórico e professor de engenharia molecular na Universidade de Chicago, nos Estados Unidos, e seus colaboradores começaram a explicar os picos incomuns que deveriam ser dados ópticos sem feições, eles achavam que havia algum problema em seus cálculos.

Mas, na verdade, o que eles estavam vendo era real.

Os picos eram uma indicação de ordem molecular de um material pensado para ser totalmente amorfo e aleatório. Logo, suas experiências tinha produzido um novo tipo de vidro.

Sem querer

Sua descoberta imprevista poderia oferecer uma maneira simples de melhorar a eficiência dos dispositivos eletrônicos, como diodos emissores de luz, fibras ópticas e células solares. Também pode ter importantes implicações teóricas para a compreensão dos materiais óculos, ainda surpreendentemente misteriosos.

“Esta é uma grande surpresa”, disse Pablo. A aleatoriedade é quase a característica definidora de óculos, o que fez com que os picos não fossem um susto logo de cara.

Agora, os pesquisadores têm demonstrado que é possível criar vidro onde há alguma organização bem definida.

Um novo tipo de vidro

Depois desta experimentação, os cientistas também descobriram uma forma de entendemos a origem de tais efeitos. Assim, podemos controlar essa organização e manipular a nossa forma de preparar esses óculos.

O novo tipo de vidro foi criado através da vaporização de grandes moléculas orgânicas em alto vácuo, que depois são depositadas lentamente, camada fina por camada fina, sobre um substrato a uma temperatura precisamente controlada.

Processo de pesquisa

A equipe de Pablo verificou alguns picos intrigantes nestes materiais. Eles também perceberam que os picos apareciam quando havia alguma orientação molecular distinta no material. Claro que, logo de cara, a equipe não conseguiu explicar sua origem, ou porque sua aparência dependia da temperatura.

No entanto, quando o grupo desenvolveu simulações de computador das experiências, os mesmos picos apareceram. Uma fracção significativa das moléculas no vidro começaram a se alinhar.

A pergunta era: por quê?

A resposta, os cientistas descobriram, estava na forma como o material foi criado. No caso de líquidos (e o vidro é um tipo de líquido), as moléculas na superfície interagem com moléculas de ar, por vezes levando-as a se aglomerarem em conjuntos diferentes do que as moléculas dispostas aleatoriamente no seio do líquido.

Para que isso aconteça, os pesquisadores descobriram que o vidro deve ser cultivado dentro da gama de temperaturas relativamente estreitas na qual um líquido se torna um sólido semelhante ao vidro. Variar a temperatura dentro dessa janela permite, então, que os cientistas “afinem” o grau de ordem.

Uma vez que o processo de deposição é terminado, o material fica estável e mudanças de temperaturas, até mais drásticas, não devem afetá-lo. [phys]

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3 comentários

  • Moisés Brignoni:

    O vidro é um líquido? Como é possível?

  • Álvaro Carvalho:

    Mas qual nome foi dado ao material para futuras referências?

    • Cesar Grossmann:

      “Tunable molecular orientation and elevated thermal stability of vapor-deposited organic semiconductors.” PNAS 2015 112 (14) 4227-4232

      Acho que não tem nome, além de “vidro orgânico”: http://www.pnas.org/content/112/14/4227

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