quinta-feira, 7 de janeiro de 2010

Quasicristal???

Um Quase Cristal em nossas mentes pode soar como um elemento químico que é parecido com um cristal porém não tem características de um. Porém um Quasicristal é um sólido cujos componentes apresentam uma ordem de longo alcance, mas sem um padrão único ou uma unidade celular que se repete. Sem a "chatice" dos cristais, diria Schrödinger, talvez a meio caminho dos cristais aperiódicos que ele propôs.
Estudos que elevam o papel da entropia na criação de ordem - assunto extensamente discutido por Schrödinger, embora num enfoque diferente - revelaram que certos formatos de pirâmide podem se organizar espontaneamente em quasicristais complexos.

Ordem a partir da desordem: Entropia sozinha cria cristais complexos
Este é o primeiro experimento que demonstra uma auto-organização de partículas duras, não-biológicas, sem ajuda de interações atrativas, como ligações químicas. [Imagem: Haji-Akbari et al./Nature]

Entropia é uma medida do número de maneiras que os componentes de um sistema podem ser organizados. Embora comumente ligada à desordem, a entropia também pode causar a ordem, fazendo os objetos se organizarem. Estudos se concentraram em uma pirâmide tetraédrica, um poliedro triangular tridimensional de quatro faces, tentando descobrir qual era a maior quantidade possível de pirâmides que se conseguiam empacotar num determinado espaço. Nas simulações feitas em computador, os tetraedros se organizaram espontaneamente em um quasicristal e assumiram posições que, quando comprimidas, ocuparam até 83% do espaço. Os tetraedros são os sólidos regulares mais simples que existem, enquanto os quasicristais estão entre as estruturas mais complexas e belas produzidas pela natureza. É surpreendente e totalmente inesperado que a entropia sozinha possa produzir esse nível de complexidade. Um quasicristal terá propriedades diferentes de um cristal ou de um sólido comum. A descoberta pode levar ao desenvolvimento de uma grande variedade de novos materiais, com propriedades derivadas da sua estrutura.
Sabemos que a entropia por si própria podia produzir a ordem, mas não que ela produzisse uma ordem tão intrincada. O que mais poderia ser possível apenas devido à entropia? A vida, por exemplo? Quiséramos que Schrodinger estivesse vivo para dar um palpite.
A descoberta mais importante, muito além do empacotamento de figuras geométricas, é que os tetraedros inesperadamente podem auto-organizar-se em quasicristais complicados num determinado estágio da simulação em computador.
Construído com os materiais corretos, este inesperado quasicristal tetraédrico poderá ter propriedades ópticas únicas que poderiam ser muito interessantes e úteis. Os possíveis usos incluem tecnologias de comunicação, óptica, invisibilidade e praticamente toda a área hoje coberta pelos metamateriais (saiba mais). Sem contar o interesse teórico e filosófico sobre as atuais explicações sobre a vida, principalmente fundamentadas nas teorias de auto-organização. Eventualmente um prosseguimento das inspiradoras especulações de Schrödinger e de seu "cristal aperiódico," um vislumbre profético do gene, que somente seria descoberto anos mais tarde. Se não chega a ser a "entropia negativa" proposta pelo famoso físico, os estudos mais uma vez demonstram que a natureza pode ser bem mais complexa do que imaginamos. E, sobretudo, detém mecanismos de construção com os quais ainda nem sonhamos.

Referências

Disordered, quasicrystalline and crystalline phases of densely packed tetrahedra
Amir Haji-Akbari, Michael Engel, Aaron S. Keys, Xiaoyu Zheng, Rolfe G. Petschek, Peter Palffy-Muhoray, Sharon C. Glotzer
December 2009
Vol.: 462, 773-777
DOI: 10.1038/nature08641

5 comentários:

Chicó disse...

Gostei do blog Bruno. Parabéns.

=)

arthurhack disse...

(Arthur-CME 1° ano EM)
Gostei da imagem professor!
Os cristais foram feitos com dados de RPG, muito legal(queria ter alguns desses)

Anônimo disse...

(Francyelle Ana 1 ano -CME-)
Ooh Professor,o que Schrödinger quiz dizer com "a chatice dos cristais"?

dayvd alves disse...

dayvd 1º B CME

Muito interesante mais não tem uma definição melhor pra Entropia não professor!?
existe algum quase cristal que seja tão semelhante a um cristal que possa ser considerado um?
oque é "cristal aperiódico" que Schrödinger especulava?
apesar de deixar algumas duvidas incrivel essa postagem de quasicristal

daniel ricardo disse...

daniel ricardo 1º CME

qual é o mais complexo um cristal ou um quase cristal!
já que na postagem falasse muito da complexidade dos quasi metais e sua organização!

Tabela Periódica

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