{"id":103094,"date":"2019-03-22T04:00:52","date_gmt":"2019-03-22T07:00:52","guid":{"rendered":"https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/?p=103094"},"modified":"2019-03-22T13:02:08","modified_gmt":"2019-03-22T16:02:08","slug":"cientistas-criam-novo-estado-da-materia-o-supercristal-usando-lasers","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/cientistas-criam-novo-estado-da-materia-o-supercristal-usando-lasers\/","title":{"rendered":"Cientistas criam novo estado da mat\u00e9ria, o supercristal, usando lasers"},"content":{"rendered":"

\"\"<\/a>Um supercristal foi criado por pesquisadores da Pennsylvania State University e do Argonne National Laboratory, representando um novo estado da mat\u00e9ria capaz de ficar est\u00e1vel por um longo per\u00edodo de tempo. O objetivo da equipe de pesquisa \u00e9 descobrir estados de mat\u00e9ria com propriedades incomuns que n\u00e3o existem em equil\u00edbrio na natureza.<\/p>\n

“Estamos procurando por estados ocultos da mat\u00e9ria, retirando a mat\u00e9ria do seu estado confort\u00e1vel, que chamamos de estado fundamental”, explica Venkatraman Gopalan, professor de ci\u00eancia dos materiais na Pennsylvania State University.<\/p>\n

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“Fazemos isso excitando os el\u00e9trons em um estado mais alto usando um f\u00f3ton, e ent\u00e3o observando enquanto o material retorna ao seu estado normal. A ideia \u00e9 que, no estado excitado, ou em um estado que ele passa em um piscar de olhos no caminho para o estado fundamental, encontraremos propriedades que gostar\u00edamos de ter, como novas formas de estados polar, magn\u00e9tico e eletr\u00f4nico.\u201d<\/p>\n

Mas encontrar esses estados n\u00e3o \u00e9 uma tarefa f\u00e1cil, claro, j\u00e1 que \u00e9 um grande\u00a0desafio manter o estado intermedi\u00e1rio da mat\u00e9ria, que pode existir apenas por uma pequena fra\u00e7\u00e3o de segundo e depois desaparecer. No entanto, os pesquisadores descobriram que, \u00e0 temperatura ambiente, o supercristal fica est\u00e1vel.<\/p>\n

Segundo Gopalan, esse processo \u00e9 como uma bola de neve rolando pelo lado da montanha que n\u00e3o vai parar at\u00e9 chegar ao fundo, a menos que alguma coisa atrapalhe. A equipe conseguiu isso “frustrando o sistema” \u2014 n\u00e3o permitindo que o material fizesse o que ele queria fazer, que \u00e9 minimizar sua energia.<\/p>\n

Para realizar a experi\u00eancia, os pesquisadores usaram camadas at\u00f4micas \u00fanicas de dois materiais, titanato de chumbo e titanato de estr\u00f4ncio, empilhados em camadas alternadas umas sobre as outras para formar uma estrutura tridimensional. O titanato de chumbo \u00e9 um ferroel\u00e9trico, um material polar que possui polariza\u00e7\u00e3o el\u00e9trica, gerando p\u00f3los el\u00e9tricos positivos e negativos no material. J\u00e1 o titanato de estr\u00f4ncio n\u00e3o \u00e9 um material ferroel\u00e9trico. Essa incompatibilidade for\u00e7ou os vetores de polariza\u00e7\u00e3o el\u00e9trica a tomarem um caminho n\u00e3o natural, curvando-se sobre si mesmos para fazer v\u00f3rtices.<\/p>\n

Essas camadas foram cultivadas\u00a0entre os dois materiais, em cima de um substrato cujos cristais eram de tamanho intermedi\u00e1rio, criando mais uma barreira. Com isso, a camada de titanato de estr\u00f4ncio tentou esticar para se adaptar \u00e0 estrutura cristalina do substrato, e o titanato de chumbo teve que se comprimir para se ajustar a ele. Isso colocou todo o sistema em um estado delicado, mas “frustrado”, com m\u00faltiplas fases distribu\u00eddas aleatoriamente no volume.<\/p>\n

Os pesquisadores atingiram o material com um laser que despeja cargas livres no material, adicionando energia el\u00e9trica extra para o sistema, levando-o para um novo estado da mat\u00e9ria, um supercristal. Essas estruturas t\u00eam uma c\u00e9lula unit\u00e1ria \u2014 a unidade de repeti\u00e7\u00e3o mais simples em um cristal \u2014 muito maior do que qualquer cristal inorg\u00e2nico comum, com um volume um milh\u00e3o de vezes maior que as c\u00e9lulas unit\u00e1rias dos dois materiais originais. O material encontra esse estado por conta pr\u00f3pria.<\/p>\n

Ao contr\u00e1rio dos estados transit\u00f3rios, esse estado supercristalino permanece em temperatura ambiente. Ele \u00e9 comprometido\u00a0quando aquecido a cerca de 350 graus Fahrenheit (aproximadamente 149 \u00baC).<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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