Los cristales son materiales sólidos compuestos de bloques de construcción microscópicos dispuestos en patrones altamente ordenados. Tienen innumerables aplicaciones, que van desde la metalurgia hasta la joyería y la electrónica. Muchas de las propiedades que hacen que los cristales sean útiles dependen del patrón detallado de disposición de sus componentes, que, a su vez, es muy sensible a los detalles de la interacción entre los bloques de construcción. En los cristales moleculares y atómicos, las fuerzas interpartículas son fijadas por la naturaleza, y la única forma de ajustar la disposición microscópica es variar las condiciones externas temperatura,presión, etc. o cambiar las partículas en sí.
Por el contrario, en la física de la materia interior, donde los bloques de construcción son órdenes de magnitud más grandes y mucho más complejos que los átomos, es posible diseñar e diseñar bloques de construcción con propiedades extremadamente ajustables. En consecuencia, se ha dedicado mucho esfuerzo a la síntesis decoloides que se autoensamblan en patrones altamente simétricos con propiedades tecnológicamente relevantes, por ejemplo, existen redes cristalinas específicas que exhiben propiedades ópticas muy interesantes, los llamados cristales fotónicos, estructuras periódicas que permiten que ciertas bandas de longitudes de onda de luz se propaguensu interior mientras bloquea otros.
Un ejemplo natural de un cristal fotónico es el ópalo, cuya fascinante coloración se debe a la forma en que la luz interactúa con su estructura microscópica de partículas coloidales dispuestas en una red regular. La iridiscencia multicolor del ópalo precioso, la fuente de su encantola apariencia se debe a la presencia de varios cristales pequeños, conocidos como cristalitos, que se orientan aleatoriamente entre sí. Además, el ensamblaje de cristales coloidales a menudo se confunde con el polimorfismo: "las diferentes estructuras se caracterizan por estabilidades termodinámicas comparables, lo que dificulta la producción de una sola morfología a voluntad ", dice Christos Likos de la Facultad de Física de la Universidad de Viena.
La consiguiente falta de orden de largo alcance es perjudicial para muchas aplicaciones. En consecuencia, se deben desarrollar estrategias que mejoren el crecimiento de muestras monocristalinas de largo alcance en experimentos reales o numéricos. En consecuencia, los científicos han estado trabajando duro paradesarrollar estrategias que mejoren el crecimiento de grandes estructuras monocristalinas. Empleando simulaciones por computadora, ahora se ha desarrollado un nuevo método que permite el ensamblaje de cristales tecnológicamente relevantes, no polimórficos ". El sistema cristaliza en una mezcla de microcristales diferentes. Sin embargo, ellas estructuras de la competencia ensambladas por los coloides tienen diferentes geometrías y diferentes distribuciones de huecos internos. Esta diferencia puede explotarse ajustando el tamaño del aditivo de polímero para interactuar de manera única con la simetría del cristal deseado, estabilizándolo efectivamente contra el competidor ", explica Lise.-Miembro miembro Lorenzo Rovigatti, trabajando en el grupo de Christos Likos.
Los resultados del equipo de investigación sirven no solo para ilustrar una alternativa a los enfoques existentes que, en muchos casos, producen resultados insatisfactorios, sino también para guiar las realizaciones experimentales de cristales abiertos coloidales altamente ordenados en el futuro cercano.
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Materiales proporcionado por Universidad de Viena . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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