Designer de grandes átomos

Em um futuro não tão distante, os pesquisadores poderão construir átomos de acordo com suas especificações com o clique de um botão. Embora ainda seja coisa de ficção científica, para uma equipe da Universidade do Colorado Boulder essa realidade está se aproximando principalmente para  controlar e montar partículas chamadas “grandes átomos”.  A pesquisa, que foi publicada em 29 de maio na revista  Nature , é centrada em partículas coloidais que, quando misturadas a cristais líquidos, atuam diretamente em alguns elementos da tabela periódica. Essas partículas dão aos físicos a oportunidade de investigar como hidrogênio, hélio e outros átomos se comportam e interagem sem a necessidade de aumentar o zoom do estudo até o nível atômico.

A equipe mostrou que poderia inverter as cargas dos átomos grande com um toque de interruptor apenas mudando os tipos de luz . Em outras palavras, partículas que antes se atraíam agora se repelem. Para alcançar esse efeito a equipe usou que ela nomearam de kit de ferramentas de designer que começa com um ingrediente simples: cristais líquidos. Esses materiais, que fornecem as imagens nítidas na tela do smartphone, geralmente são compostos de moléculas em arranjos organizados, como hastes que apontam em uma única direção.

Na última década, no entanto, os cientistas notaram algo estranho sobre esses materiais fluidos. Se você derramar partículas, como grãos microscópicos de sílica, em cristais líquidos, as moléculas ordenadas do lado de dentro se curvarão para criar espaço para as novas adições – um pouco como empurrar um atacante de futebol para dentro de um vagão de metrô já lotado. E, notavelmente, o modo como esses cristais líquidos se dobram pode ser matematicamente análogo às estruturas das camadas de elétrons dos átomos. Dobre as moléculas de cristal líquido da maneira certa e os pedaços de sílica irão se unir como se fossem dois átomos ligados, mas muito maiores. Para fazer sua mistura coloidal única, Smalyukh e seus colegas da Universidade do Colorado Boulder usaram pedaços de sílica na forma de hexágonos para seus grandes átomos. Mas antes de depositar essas partículas em cristais líquidos, os pesquisadores as revestiram em um tipo de corante que gira quando exposto a diferentes tipos de luz.

Quando os pesquisadores expuseram sua mistura a um certo tipo de luz azul, as moléculas de cristal líquido se curvaram em torno dos hexágonos seguindo um padrão. Ao usar um tipo diferente de luz as moléculas de cristal líquido se dobrariam de uma maneira completamente diferente. Os pesquisadores informaram que eles poderiam mudar a carga efetiva de um átomo grande de positivo para negativo e vice-versa. O que o deixa animado com o que a equipe poderia construir com esses grandes átomos. Os pesquisadores acreditam que, com os ajustes corretos, eles poderiam usar seu método para montar partículas de maneiras únicas, criando estruturas atômicas falsas que não existem na natureza – e então dissolver essas estruturas com a mesma facilidade.

Fonte: Lab Manager