Uma equipe de físicos usou lasers para criar "supercristais", mesmo quando as estruturas lutavam para não existir.
Sua realização: frustrar as tentativas de um material altamente ordenado de formar estruturas mais simples e, em seguida, usar a energia dos pulsos de laser para colocar o material frustrado em um estado supercristais e mais complexo.
Na ciência dos materiais, a matéria pode existir em qualquer número de diferentes estados cristalinos e não cristalinos. E, às vezes, quando esse assunto passa de um estado para outro, ele pára brevemente em um estado intermediário que normalmente não existe na natureza. Entre esses estados exóticos e fugazes? Estruturas supercristais.
Um cristal é um material cujos átomos ou moléculas se organizaram em um padrão repetitivo. Cada passo desse padrão, cada peça do quebra-cabeça que compõe o cristal, é chamada de célula unitária. Esses chamados supercristais são especiais porque as unidades de sua estrutura cristalina são muito maiores do que as encontradas em qualquer cristal natural - nesse caso, até um milhão de vezes maior que os cristais normalmente formados pelos produtos químicos que compõem o supercristais.
No novo estudo, os físicos colocaram dois materiais, titanato de chumbo e titanato de estrôncio, uns sobre os outros, de tal maneira que cada material frustrou as tentativas do outro de se organizar em um cristal de pequena escala. O resultado? Muitos estados desordenados e irregulares de cristal e não cristal se espalharam aleatoriamente pelas camadas.
Mas, após um zap super rápido de luz laser azul, as camadas se reorganizaram. A explosão do laser adicionou energia ao sistema que levou o cristal a um estado de organização, o único tipo de organização possível com unidades de cristal de pequena escala frustradas. Uma vasta estrutura 3D repetitiva apareceu em todo o material, muito maior que a estrutura que aparece em outros cristais. Os cientistas foram capazes de observar essa estrutura usando um segundo flash de luz de menor intensidade.
Era o tipo de estrutura que pode existir fugazmente à medida que o material muda de um estado para o outro, mas não o que você esperaria persistir a longo prazo. E, no entanto, mostraram os pesquisadores, esse supercristais sobreviveu em condições quentes e à temperatura ambiente.
Os resultados foram publicados em 18 de março na revista Nature Materials.
