Pela primeira vez, cientistas japoneses filmaram cristais de sal a formarem-se. É o mundo dos minerais ao vivo e a cores! Graças a duas novas técnicas – vídeo em tempo real com resolução atómica e confinamento cónico de nanotubos de carbono – foi possível visualizar detalhes nunca antes vistos sobre a formação de cristais.
As observações confirmam previsões teóricas sobre a forma como os cristais de sal se formam e vão, por certo, defender melhor as teorias, que postulam a maneira como a formação de cristais produz diferentes estruturas ordenadas a partir de uma mistura química desordenada.
Os cristais incluem muitos elementos familiares, como flocos de neve, grãos de sal e até diamantes. São arranjos regulares e repetitivos de moléculas constituintes que crescem a partir um mar caótico de moléculas. O processo de crescimento, deste estado desordenado para um estado ordenado, é conhecido como nucleação (nucleation) e, embora tenha sido estudado durante muito tempo, a evolução a nível atómico nunca foi confirmada experimentalmente. Até agora.
O mérito deste feito não é só da capacidade de vermos as moléculas no nível atómico – essa capacidade existe há algumas décadas- mas é sobretudo a revelação da forma como acontece o processo dinâmico de crescimento do cristal, revelando como os diferentes elementos se ajustam entre si. O feito é sobretudo tecnológico. Os cientistas do Departamento de Química da Universidade de Tóquio criaram uma técnica de microscopia eletrónica em tempo real com resolução atómica de molécula única, ou SMART-EM.
“Um dos alunos de nosso mestrado, Masaya Sakakibara, usou o SMART-EM para estudar o comportamento do cloreto de sódio (NaCl) – sal”, disse o professor assistente do projeto Takayuki Nakamuro. “Para manter as amostras no lugar, usamos estrtuturas nano de carbono com a espessura de um átomo, uma de nossas invenções anteriores. Com os vídeos impressionantes que Sakakibara capturou, percebemos imediatamente a oportunidade de estudar os aspectos estruturais e estatísticos da nucleação do cristal em detalhes sem precedentes.”
Na foto: A sodium chloride crystal growing in a vibrating carbon nanohorn. Credit: © 2021 American Chemical Society
