Pesquisadores do Berkeley Lab, vinculado à Universidade da Califórnia, encontraram pistas sobre um fenômeno oculto na transição entre líquido e sólidos. A pesquisa foi publicada no periódico PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences). As três estados físicos canônicos: líquido, sólido e gasoso, ainda hoje são objeto de estudo, pois não se sabe ao certo, como essa transição física ocorre em uma escala atômica.
Existindo uma lacuna no conhecimento nesse campo e os pesquisadores do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley do Departamento de Energia, desenvolveram uma teoria a fim de explicar como esse estado oculto na transição de fases ocorre. A equipe focou no comportamento de líquidos super resfriados, traçando um paralelo com o comportamento de líquidos de alta temperatura.
Quando em estado sólido, algumas substâncias tendem a ter um arranjo molecular simétrico, sendo conhecidos como sólidos cristalinos. Em contraponto a essa construção “perfeita”, alguns sólidos não respeitam esse arranjo, como o vidro e o plástico, sendo conhecidos como sólidos amorfos.
No momento em que são observados em escala atômica, esses materiais apresentam a dureza de um sólido, porém mantém o arranjo molecular similar ao dos líquidos. Para a equipe, a configuração atômica desses materiais dá a impressão de que estão em uma espécie de “escoamento” constante e muito lentamente.
O fantástico mundo da física atômica
Para tentar desvendar o mistério entre as fases físicas de transição e a diferença no comportamento de líquidos super resfriados e os de alta temperatura, os pesquisadores realizaram uma simulação computacional em 2D. Eles observaram que mesmo em temperaturas muito baixas, alguns átomos se mantinham em estado de excitação, movimentando e mudando sua configuração ao longo do tempo.
Em uma temperatura inicial, quando é dado o início para a mudança de transição, esses átomos parecem se unir, formando um “defeito” no sistema e desencadeando os processos de mudança de estado físico.
“Toda a busca é entender microscopicamente o que separa o líquido super-resfriado e um líquido de alta temperatura”, declara Kranthi Mandadapu, cientista da equipe do Berkeley Lab e professor de engenharia química na Universidade da Califórnia.
Esclarecer como a transição ocorre, desvendo esse estado oculto, e as diferenças entre esses materiais, dá aos cientistas infinitas possibilidades de desenvolvimento.
Os principais usos apontados pelo Berkeley Lab estão na área médica com o desenvolvimento de dispositivos médicos, como para administração de medicamentos e fabrico aditivo (impressões 3D).
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