Cristal, desde el azúcar y la sal de mesa hasta Snapoplax y diamantes, no siempre crece en un camino recto. Investigadores de la Universidad de Nueva York han llevado el viaje de Amorphos Blab a una nueva estructura de investigación. Comunicaciones de la naturaleza.
Al detectar cómo se forman los cristales, los investigadores también alcanzaron un cristal extraordinario en forma de palo, que no se identificó antes, que lo llamó “zanginita” para un estudiante graduado de NYU que lo descubrió.
Orden del caos
Los cristales son materiales sólidos hechos de partículas que se organizan en patrones de repetición. Este proceso de autoensamblaje: “caos del caos”, orden arcatting “, como los investigadores han explicado una vez pensado que era una predicción del desarrollo, modelo clásico. Pero los científicos están aprendiendo que, en lugar de crear bloques de construcción a través del componente de construcción, están aprendiendo que los cristales pueden crecer a través de rutas más complejas.
Algunos, algunos investigadores para estudiar la formación de cristales, algunos investigadores usan un pequeño círculo hecho de cristal, llamado partículas colidales, que son pequeñas pero mucho más grandes que los átomos que hacen otros cristales.
“La ventaja de estudiar partículas colidales es que podemos observar el proceso de cristalización a nivel de partículas, lo cual es muy difícil de hacer con los átomos porque son muy pequeños y afilados. Con las colids, podemos formar un cristal con nuestro microscopio”.
Un proceso de dos pasos
Para resaltar cómo se forman los cristales colidales, los investigadores observan cuidadosamente cómo se comportan las partículas colidales cargadas en diferentes condiciones de crecimiento a medida que se transfieren a un cristal completamente formulado de la suspensión de agua salada. El equipo también operó miles de simulaciones por computadora, encabezadas por Glenn Hockey, profesor asistente de química en NYU, para crear un modelo cómo crecen los cristales y ayudan a explicar lo que presenciaron en los experimentos.
Los investigadores han prometido que los cristales colidales forman un proceso de dos pasos: antes de convertirse en estructuras de cristal ordenadas, las partículas de las partículas se convierten en la primera conciencia, lo que resulta en una variedad diversa de tipos y formas de cristal.
Una búsqueda inesperada
Durante estos experimentos, el estudiante de doctorado Shihao Zhang vio un cristal en forma de palo que no podía identificar. En los ojos desnudos, parecía un cristal descubierto en el laboratorio, pero después de un examen minucioso, la combinación de partículas era diferente y había canales huecos en esta señal de cristal. Zhang comparó la estructura desconocida con más de mil cristales encontrados en el mundo natural y aún no se encontró ningún partido.
Refiriéndose al modelado por computadora del hockey, los investigadores imitaron un cristal que era exactamente el mismo, lo que les permite estudiar su forma larga y hueca.
“Fue sorprendente porque el cristal suele ser denso, pero contenía canales vacíos que manejan la longitud del cristal”, dijo Hockey, quien también es miembro de la facultad en el Centro de Simulación para la Química Física Competitiva en NYU.
Sakana agregó: “A través de esta armonía de experimentos e imitación, sentimos que esta estructura cristalina nunca se había observado antes”.
Llamó al recién descubierto Crystal L3S4 basado en su formación, pero comenzó a llamarlo informalmente “zinc” en las reuniones de laboratorio, por lo que Zhang lo descubrió. El nombre se atascó.
Zhang dijo: “Estudiamos el cristal Colydeal para imitar el mundo real del cristal nuclear, pero nunca pensamos que habríamos descubierto un cristal que no encontraríamos en el mundo real”.
El descubrimiento de Oliveite crea una oportunidad para encontrar el uso de cristales huecos y de baja densidad, y puede allanar el camino para cristales adicionales.
“Los canales dentro del zanginite están en línea con las características de otros materiales que son útiles para filtrar o conectar cosas dentro de ellos”, dijo Hockey.
“Antes de eso, pensamos que sería raro observar una nueva estructura cristalina, pero podemos ser elegibles para descubrir estructuras adicionales nuevas que aún no se han caracterizado”, dijo Sakana.
Más extendido, se promete cómo desarrollar una comprensión profunda de una forma de cristal para desarrollar nuevos materiales, incluido el material de brecha de banda de fotones que son el núcleo de láseres, cables de fibra óptica, paneles solares y otras tecnologías que mueven o cortan la luz.
Los otros autores de este estudio son Sanjeeb Paul, Chewk Living, Michael Chen y Theodore Temple. Esta investigación fue apoyada por la Oficina de Investigación del Ejército de los EE. UU. (W911NF-21-1-0011), NYU (Fundación Simonis 839534) en el Centro de Química Física Competitiva de Simon y el Instituto Nacional de Salud (R35GM138312).
