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]