Cristais – desde a neve de açúcar e mesa a flocos de neve e diamantes – nem sempre crescem diretamente no caminho. Em um novo estudo publicado por pesquisadores da Universidade de Nova York ComunicaçãoO
Os pesquisadores também se depararam com um cristal anormal em forma de haste em busca de como os cristais se formam, que nunca foram identificados antes, foi nomeado “Jangenite” para estudantes de pós-graduação da NYU que o descobriram.
Ordem do caos
Os cristais são compostos de partículas que se decoram em padrões repetidos. Esse processo de auto-montagem “Orquestrating Order do Caos”, como os pesquisadores descreveram que ele se pensava que seguisse o padrão clássico de crescimento, uma vez que o crescimento. No entanto, em vez de construir um bloco de construção por blocos de construção, os cientistas estão aprendendo que os cristais podem crescer por um caminho mais complexo.
Para estudar a formação de cristais, alguns pesquisadores usam cristais feitos de pequenas esferas chamadas partículas coloidais, que produzem outros cristais, mas são muito maiores que os átomos.
“A vantagem de estudar partículas colroidais é que podemos observar processos de cristalismo em um nível de partícula única, o que é muito difícil de fazer com os átomos porque eles são muito pequenos e rápidos. Podemos ver a forma de cristal com nosso microscópio com colóides”, professora Stefanna da química da NYU.
O processo de um bi-step
Para se concentrar em como os cristais coloidais são formados, os pesquisadores alertaram o exame para observar como as partículas coloidais carregadas se comportam em várias circunstâncias de crescimento porque transferem -se para cristais completamente formados a partir de suspensões de água salgada. Esse grupo também liderou milhares de simulações de computador sob a liderança do professor assistente Glenn Haque no NYU – como modelar como os cristais aumentam e explicam o que observaram no exame.
Os pesquisadores determinam que os cristais coloidais formam um processo de bi-mudança: os toques arrumados da partícula são concentrados pela primeira vez antes de se converter para a estrutura cristalina ordenada, formando assim os tipos e formas de cristal.
Um olhar inesperado
Durante esses testes, Shihao Jang, um estudante de doutorado, encontrou um cristal em forma de haste que não conseguiu identificar. Com um olho vazio, parecia um cristal descoberto anteriormente no laboratório, mas após o teste próximo, a combinação de partículas era diferente e essas pontas de cristal têm canais em branco. Jang compara a estrutura desconhecida a mais de mil cristais encontrados no mundo natural e ainda não encontrou uma partida.
Na parte de trás da modelagem de computadores de hóquei, os pesquisadores imitaram um cristal que era exatamente o mesmo, permitindo que eles estudassem sua forma prolongada e vazia em maiores detalhes.
“Foi surpreendente porque os cristais eram geralmente mais espessos, mas tinha um canal vazio que continuava o comprimento do cristal”, disse Hockey, que também era membro do Centro de Química Física Computacional de Simon na NYU.
“Com essa combinação desses testes e simulações, percebemos que essa estrutura cristalina nunca foi vista antes”, acrescentou Sakanna.
Eles nomearam o recém -descoberto Crystal L3S4 com base em sua composição, mas a coxa a descobriu, dada, na reunião do laboratório, começou a ser chamado de “ameaça”. O nome está preso.
Jang disse: “Estudamos cristais coloidais para duplicar o mundo original dos cristais nucleares, mas nunca pensamos em descobrir um cristal que não conseguimos encontrar no mundo real”, disse Jang.
A descoberta da tempestade cria oportunidades para explorar usos para cristais de baixa densidade e pode facilitar a busca de novos cristais adicionais.
“Os canais interiores da Janjenite estão em harmonia com as características de outros materiais úteis para filtrar ou envolver as coisas que têm dentro”, disse Hockey.
“Antes, pensávamos que seria raro observar uma nova estrutura cristalina, mas poderíamos descobrir novas estruturas adicionais que ainda não foram identificadas”, disse Sakanna.
Mais extensivamente, uma compreensão profunda de como os cristais são prometidos a desenvolver novos materiais, incluindo materiais de bandp fotônicos fundamentais para laser, cabos de fibra óptica, painéis solares e outras tecnologias.
Os outros autores do estudo são Sanjib Paul, Chuke Long, Michael Chen e Theodore Hookel. Esta pesquisa foi apoiada pelo Escritório de Pesquisa do Exército dos EUA (W. 911 NF-21-1-0011), NYU (Fundação de Simon 839534) e o Centro de Cemitério de Computação de Cyman pelos Institutos Nacionais de Saúde (R35 GM 138312).
