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Os cientistas conseguiram visualizar partículas maiores que os átomos, mas menores que os colóides.

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Os cristais constituem uma série de substâncias. Por exemplo, eles são encontrados no sal, açúcar, flocos de neve e pedras preciosas. Em cada caso, os cristais são estruturas em camadas altamente ordenadas. Embora os cristais sejam onipresentes na natureza, muitas das informações relacionadas a como eles se formam permanecem um mistério.

Este mistério foi adiado por meio de um novo avanço. Usando microscopia otimizada, pesquisadores da Northwestern University observaram nanopartículas formando cristais em tempo real. Descrito como 'hipnotizante', os pesquisadores capturaram o processo de automontagem de nanopartículas em materiais sólidos.

Os pesquisadores passaram um tempo otimizando o processo para garantir que o feixe de elétrons pudesse visualizar as partículas sem danificá-las. No novo estudo, os pesquisadores usaram nanopartículas de formas diferentes – cubos, esferas e cubos recortados – para explorar como a forma afeta o comportamento.

Foi descoberto que essas nanopartículas se mexem em solução e crescem em cristais de várias morfologias como poliédricos. Os blocos de construção – átomos, moléculas ou íons – que compõem os materiais cristalinos são altamente ordenados, formando redes de blocos de construção igualmente espaçados. Essas redes então se empilham umas sobre as outras para formar um material sólido tridimensional.

Isso é mostrado através de partículas caindo, caindo ao longo dos degraus e deslizando antes de se encaixar no lugar para formar as camadas empilhadas de assinatura de um cristal. Nos experimentos, os pesquisadores notaram que as partículas colidiam umas com as outras, juntando-se para formar camadas. Então, para formar a estrutura cristalina camada por camada, as partículas primeiro formaram uma camada horizontal e depois se empilharam verticalmente. Às vezes, depois de aderirem umas às outras, as partículas se desprendem brevemente para cair em uma camada abaixo.

Ao visualizar as nanopartículas, os cientistas observaram partículas maiores que os átomos, mas menores que os colóides. Então, completamos todo o espectro de escalas de comprimento. Estamos preenchendo o comprimento que falta.

A pesquisa também tem aplicação prática e deve auxiliar no projeto de novos materiais, incluindo filmes finos para aplicações eletrônicas, como eletrônica flexível, diodos emissores de luz, transistores e células solares. Isso foi possível através do uso de microscopia eletrônica de transmissão em fase líquida (TEM).

A pesquisa foi publicada na revista Nature Nanotechnology. O relatório é intitulado "Desvendando o crescimento cristalino de nanopartículas".

O Dr. Tim Sandle é editor-geral do Digital Journal para notícias científicas. Tim é especializado em jornalismo científico, tecnológico, ambiental e de saúde. Ele também é um microbiologista praticante; e um autor. Ele também se interessa por história, política e atualidades.

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