Vidros insistem em esconder seus mistérios

Materiais Avançados

Redação do Site Inovação Tecnológica - 06/08/2013

Cientistas conseguiram ampliar a estrutura interna de um vidro metálico na menor das escalas. [Imagem: Mingwei Chen]

Estrutura do vidro

Poucas áreas de pesquisa são tão controversas e acomodam discussões tão acaloradas quanto o estudo da estrutura atômica do vidro.

Ao contrário dos cristais, o vidro não possui uma ordem atômica de longo alcance. Em vez disso, os átomos ficam espalhados, naquilo que é conhecido como "ordenação localizada".

Por mais de meio século, os cientistas afirmavam que os átomos no vidro eram dispostos em padrões repetitivos de icosaedros de 20 lados cada um.

No entanto, nunca havia sido realizada até hoje a observação direta de um único icosaedro em vidros ou líquidos - muitos pesquisadores garantem que o vidro é uma espécie de líquido extremamente pastoso, ainda que isso suscite impulsos de verdadeira agressividade em outros.

Agora, a observação que faltava parece ter sido realizada por Akihiko Hirata e seus colegas da Universidade Tohoku, no Japão.

Usando uma técnica de microscopia de difração de elétrons, que emprega um feixe de elétrons na escala dos ângstroms - 1 ângstrom equivale a 0,1 nanômetro - foi possível ampliar a estrutura interna de um vidro metálico na menor das escalas.

Afinal, o ângstrom é a unidade de medida usada para medir grandezas da ordem de átomos individuais - o tamanho de um átomo de hidrogênio, por exemplo, pode variar entre 0,5 A e 13 A.

Tamanha ampliação permitiu finalmente a observação de um icosaedro individual na estrutura do vidro.

Infelizmente, o feito está longe de dar uma palavra final para o debate.

Ocorre que, usando simulações de computador para analisar os padrões observados, os pesquisadores descobriram que alguns icosaedros ficam distorcidos, com uma simetria rotacional parcialmente quebrada.

Isso indica que as regiões locais de icosaedros podem não ser perfeitamente compatíveis com a estrutura geral estabilizada do vidro.

Ou seja, a polêmica do que realmente seja um vidro continua - embora continue sendo fácil olhar através deles, aquilo que seus olhos não veem continua sendo um mistério.

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Bibliografia:
Geometric Frustration of Icosahedron in Metallic Glasses
A. Hirata, L. J. Kang, T. Fujita, B. Klumov, K. Matsue, M. Kotani, A. R. Yavari, M. W. Chen
Vol.: Published Online
DOI: 10.1126/science.1232450